Какой механический момент необходимо приложить к витку диаметром 0,2 м, чтобы удержать его в начальном положении, если он вращается вокруг вертикальной оси, совпадающей с одним из его диаметров, установленный в плоскости магнитного меридиана, при силе тока в витке, равной 10 А, и горизонтальной составляющей магнитной индукции поля Земли, равной 20 мкТл?
Светлячок_В_Ночи
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу механического момента:
\[ M = B \cdot I \cdot A \]
Где:
\( M \) - механический момент,
\( B \) - магнитная индукция,
\( I \) - сила тока,
\( A \) - площадь контура витка.
Сначала найдем площадь контура витка. Для этого воспользуемся формулой площади круга:
\[ A = \pi \cdot r^2 \]
Где:
\( r \) - радиус круга.
В данной задаче диаметр витка равен 0,2 м. Следовательно, радиус \( r \) будет равен половине диаметра:
\[ r = \frac{d}{2} = \frac{0.2}{2} = 0.1 \, \text{м} \]
Подставляя значение радиуса в формулу площади контура, получаем:
\[ A = \pi \cdot (0.1)^2 = 0.01 \cdot \pi \, \text{м}^2 \]
Теперь у нас есть все необходимые значения для расчета механического момента. Магнитная индукция \( B \) равна 20 мкТл, а сила тока \( I \) равна 10 А.
Подставляя значения в формулу механического момента, получаем:
\[ M = (20 \cdot 10^{-6}) \cdot 10 \cdot (0.01 \cdot \pi) = 2 \cdot 10^{-4} \cdot \pi \, \text{Нм} \]
Таким образом, чтобы удержать виток диаметром 0,2 м в начальном положении, необходимо приложить механический момент, равный \( 2 \cdot 10^{-4} \cdot \pi \) Нм.
\[ M = B \cdot I \cdot A \]
Где:
\( M \) - механический момент,
\( B \) - магнитная индукция,
\( I \) - сила тока,
\( A \) - площадь контура витка.
Сначала найдем площадь контура витка. Для этого воспользуемся формулой площади круга:
\[ A = \pi \cdot r^2 \]
Где:
\( r \) - радиус круга.
В данной задаче диаметр витка равен 0,2 м. Следовательно, радиус \( r \) будет равен половине диаметра:
\[ r = \frac{d}{2} = \frac{0.2}{2} = 0.1 \, \text{м} \]
Подставляя значение радиуса в формулу площади контура, получаем:
\[ A = \pi \cdot (0.1)^2 = 0.01 \cdot \pi \, \text{м}^2 \]
Теперь у нас есть все необходимые значения для расчета механического момента. Магнитная индукция \( B \) равна 20 мкТл, а сила тока \( I \) равна 10 А.
Подставляя значения в формулу механического момента, получаем:
\[ M = (20 \cdot 10^{-6}) \cdot 10 \cdot (0.01 \cdot \pi) = 2 \cdot 10^{-4} \cdot \pi \, \text{Нм} \]
Таким образом, чтобы удержать виток диаметром 0,2 м в начальном положении, необходимо приложить механический момент, равный \( 2 \cdot 10^{-4} \cdot \pi \) Нм.
Знаешь ответ?