Какое положение имеет горизонтально размещенный проводник длиной

Question

Другие предметы: Какое положение имеет горизонтально размещенный проводник длиной 40 см в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл, чтобы уравновесить силу тяжести?

Японка · Accepted Answer

Чтобы определить положение горизонтально размещенного проводника, необходимо выровнять силу тяжести с силой, действующей на проводник в магнитном поле.

Сила тяжести

F_{g}

на проводник можно выразить как произведение его массы

m

на ускорение свободного падения

g

:

F_{g} = m \cdot g

Для того чтобы уравновесить эту силу, нужно создать такое магнитное поле, чтобы сила Лоренца

F_{l}

, действующая на проводник, была равна силе тяжести.

Сила Лоренца, действующая на проводник в магнитном поле, можно выразить следующим образом:

F_{l} = I \cdot l \cdot B \cdot \sin θ

где:

I

- ток, текущий через проводник;

l

- длина проводника;

B

- индукция магнитного поля;

θ

- угол между направлением тока и направлением магнитного поля.

Так как мы хотим сбалансировать силу тяжести, источник тока должен создавать такой ток, чтобы сила Лоренца равнялась силе тяжести:

F_{l} = F_{g}

I \cdot l \cdot B \cdot \sin θ = m \cdot g

Теперь подставим известные значения в формулу и решим уравнение.

Длина проводника

l = 40 см = 0.4 м

Индукция магнитного поля

B = 10 мТл = 10^{- 2} T

Ускорение свободного падения

g = 9.8 {м/с}^{2}

Если предположить, что угол

θ = 90^{\circ}

, то

\sin θ = 1

.

Используя эти значения, мы можем решить уравнение относительно тока

I

:

I \cdot 0.4 \cdot 10^{- 2} \cdot 1 = m \cdot 9.8

Однако, мы не знаем массу

m

проводника, поэтому уравнение не может быть решено однозначно. Для определения массы проводника и его положения в магнитном поле, требуется дополнительная информация.

Какое положение имеет горизонтально размещенный проводник длиной 40 см в однородном магнитном поле с индукцией

Японка

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!