Какой будет угол отклонения нитей, на которых подвешен прямолинейный проводник массой 80 г и длиной 40 см, в горизонтальном положении в однородном магнитном поле? Модуль индукции магнитного поля составляет 0.50 то . Линии индукции магнитного поля рассположены вертикально. При пропускании тока силой i=4.0 через проводник.
Максимович
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Лоренца, который устанавливает зависимость силы, действующей на проводник в магнитном поле, от индукции магнитного поля, тока и длины проводника.
Закон Лоренца имеет вид:
\[F = BIL\sin\theta,\]
где
\(F\) - сила, действующая на проводник,
\(B\) - индукция магнитного поля,
\(I\) - ток, протекающий через проводник,
\(L\) - длина проводника,
\(\theta\) - угол между направлением индукции магнитного поля и проводником.
В нашем случае, проводник находится в горизонтальном положении, а линии индукции магнитного поля рассположены вертикально. Угол между ними составляет 90 градусов.
Подставим известные значения в формулу:
\[F = (0.50 \, \text{Тл})(4.0 \, \text{А})(0.40 \, \text{м})\sin(90^\circ).\]
Поскольку \(\sin(90^\circ) = 1\), упростим формулу:
\[F = (0.50 \, \text{Тл})(4.0 \, \text{А})(0.40 \, \text{м}) = 0.8 \, \text{Н}.\]
Теперь, чтобы найти угол отклонения нитей, мы можем использовать соотношение между силой, массой и ускорением:
\[F = ma.\]
Поскольку проводник находится в равновесии, ускорение равно нулю. То есть, сила гравитации \(mg\) и сила Лоренца \(F\) компенсируют друг друга.
Подставим значения и найдем угол отклонения:
\[mg = F.\]
\[(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2) = 0.8 \, \text{Н}.\]
Отсюда можно найти угол отклонения нитей:
\[\sin\theta = \frac{mg}{F}.\]
\[\sin\theta = \frac{(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2)}{0.8 \, \text{Н}}.\]
Таким образом, угол отклонения нитей будет равен:
\[\theta = \arcsin\left(\frac{(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2)}{0.8 \, \text{Н}}\right).\]
Подставив значения в формулу и приведя результат к градусам, получим:
\[\theta \approx 81.8^\circ.\]
Таким образом, угол отклонения нитей будет около 81.8 градусов.
Закон Лоренца имеет вид:
\[F = BIL\sin\theta,\]
где
\(F\) - сила, действующая на проводник,
\(B\) - индукция магнитного поля,
\(I\) - ток, протекающий через проводник,
\(L\) - длина проводника,
\(\theta\) - угол между направлением индукции магнитного поля и проводником.
В нашем случае, проводник находится в горизонтальном положении, а линии индукции магнитного поля рассположены вертикально. Угол между ними составляет 90 градусов.
Подставим известные значения в формулу:
\[F = (0.50 \, \text{Тл})(4.0 \, \text{А})(0.40 \, \text{м})\sin(90^\circ).\]
Поскольку \(\sin(90^\circ) = 1\), упростим формулу:
\[F = (0.50 \, \text{Тл})(4.0 \, \text{А})(0.40 \, \text{м}) = 0.8 \, \text{Н}.\]
Теперь, чтобы найти угол отклонения нитей, мы можем использовать соотношение между силой, массой и ускорением:
\[F = ma.\]
Поскольку проводник находится в равновесии, ускорение равно нулю. То есть, сила гравитации \(mg\) и сила Лоренца \(F\) компенсируют друг друга.
Подставим значения и найдем угол отклонения:
\[mg = F.\]
\[(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2) = 0.8 \, \text{Н}.\]
Отсюда можно найти угол отклонения нитей:
\[\sin\theta = \frac{mg}{F}.\]
\[\sin\theta = \frac{(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2)}{0.8 \, \text{Н}}.\]
Таким образом, угол отклонения нитей будет равен:
\[\theta = \arcsin\left(\frac{(0.08 \, \text{кг})(9.8 \, \text{м/с}^2)}{0.8 \, \text{Н}}\right).\]
Подставив значения в формулу и приведя результат к градусам, получим:
\[\theta \approx 81.8^\circ.\]
Таким образом, угол отклонения нитей будет около 81.8 градусов.
Знаешь ответ?