Какая скорость движения автомобиля, если его вертикальная антенна длиной 1,5 м создает индукцию эдс 6 10–4 вольт? Горизонтальное составляющее магнитное поле земли считать равным 14 ампер/метр. Автомобиль движется перпендикулярно магнитному меридиану.
Янгол
Для решения этой задачи мы можем использовать закон индукции Фарадея, который может быть записан в виде уравнения:
\(\varepsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}}\),
где \(\varepsilon\) - электродвижущая сила (ЭДС), \(\Phi\) - магнитный поток, \(t\) - время.
В данной задаче нам дана ЭДС автомобиля (\(\varepsilon = 6 \times 10^{-4}\) В) и необходимо найти скорость движения автомобиля. Для этого мы должны найти изменение магнитного потока (\(d\Phi\)) и выразить его через известные величины.
Магнитный поток (\(\Phi\)) через плоскую катушку может быть выражен следующим образом:
\(\Phi = B \cdot A\),
где \(B\) - индукция магнитного поля, \(A\) - площадь поперечного сечения катушки.
В нашем случае магнитное поле горизонтально, поэтому индукция магнитного поля (\(B\)) будет равна горизонтальной составляющей магнитного поля Земли (14 А/м).
Теперь мы должны найти площадь поперечного сечения катушки (\(A\)). Катушка представляет собой вертикальную антенну автомобиля, длина которой составляет 1,5 м. Возьмем площадь поперечного сечения катушки равной площади окружности:
\(A = \pi r^2\),
где \(r\) - радиус катушки. Поскольку катушка вертикальна, радиус равен половине длины: \(r = \frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\).
Теперь у нас есть все необходимые данные, чтобы выразить изменение магнитного потока (\(d\Phi\)) через время (\(dt\)):
\[d\Phi = B \cdot A \cdot dt = B \cdot \pi r^2 \cdot dt.\]
Теперь мы можем записать уравнение Фарадея с полученными значениями:
\(\varepsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}} = -B \cdot \pi r^2.\)
Подставим известные значения:
\(\varepsilon = 6 \times 10^{-4}\) В,
\(B = 14\) А/м,
\(r = \frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\).
Теперь осталось решить уравнение относительно скорости движения автомобиля (\(v\)):
\(\varepsilon = -B \cdot \pi r^2 = -14 \cdot \pi \cdot \left(\frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\right)^2 \cdot v.\)
Из этого уравнения мы можем найти значение скорости движения автомобиля (\(v\)).
\(\varepsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}}\),
где \(\varepsilon\) - электродвижущая сила (ЭДС), \(\Phi\) - магнитный поток, \(t\) - время.
В данной задаче нам дана ЭДС автомобиля (\(\varepsilon = 6 \times 10^{-4}\) В) и необходимо найти скорость движения автомобиля. Для этого мы должны найти изменение магнитного потока (\(d\Phi\)) и выразить его через известные величины.
Магнитный поток (\(\Phi\)) через плоскую катушку может быть выражен следующим образом:
\(\Phi = B \cdot A\),
где \(B\) - индукция магнитного поля, \(A\) - площадь поперечного сечения катушки.
В нашем случае магнитное поле горизонтально, поэтому индукция магнитного поля (\(B\)) будет равна горизонтальной составляющей магнитного поля Земли (14 А/м).
Теперь мы должны найти площадь поперечного сечения катушки (\(A\)). Катушка представляет собой вертикальную антенну автомобиля, длина которой составляет 1,5 м. Возьмем площадь поперечного сечения катушки равной площади окружности:
\(A = \pi r^2\),
где \(r\) - радиус катушки. Поскольку катушка вертикальна, радиус равен половине длины: \(r = \frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\).
Теперь у нас есть все необходимые данные, чтобы выразить изменение магнитного потока (\(d\Phi\)) через время (\(dt\)):
\[d\Phi = B \cdot A \cdot dt = B \cdot \pi r^2 \cdot dt.\]
Теперь мы можем записать уравнение Фарадея с полученными значениями:
\(\varepsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}} = -B \cdot \pi r^2.\)
Подставим известные значения:
\(\varepsilon = 6 \times 10^{-4}\) В,
\(B = 14\) А/м,
\(r = \frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\).
Теперь осталось решить уравнение относительно скорости движения автомобиля (\(v\)):
\(\varepsilon = -B \cdot \pi r^2 = -14 \cdot \pi \cdot \left(\frac{{1,5 \, \text{м}}}{{2}}\right)^2 \cdot v.\)
Из этого уравнения мы можем найти значение скорости движения автомобиля (\(v\)).
Знаешь ответ?