На якій відстані розміщені горизонтальні провідні рейки у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією 0,5 Тл?
Яка маса стержня, що лежить на рейках?
Який струм потрібен, щоб стержень, рухаючись з місця, пройшов відстань 50 см за 5 секунд?
Який коефіцієнт тертя між стержнем та рейками?
Яка маса стержня, що лежить на рейках?
Який струм потрібен, щоб стержень, рухаючись з місця, пройшов відстань 50 см за 5 секунд?
Який коефіцієнт тертя між стержнем та рейками?
Стрекоза_841
Для розв"язання цієї задачі, спочатку розглянемо перше питання: на якій відстані розміщені горизонтальні провідні рейки у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією 0,5 Тл?
У даній задачі маємо справу з взаємодією магнітного поля та провідника, тому використаємо формулу Лоренц-сила:
\[ F = BIL \]
де:
F - сила, діюча на провідник (у нашому випадку, вага стержня)
B - індукція магнітного поля
I - сила струму, що протікає через провідник
L - довжина провідника
Оскільки стержень знаходиться на рейках, де вважається, що рівнодійний струм в рейках дорівнює нулю, можемо використати одноформулне співвідношення:
\[ F = BiL \]
Аркушева реакція:
\[ B = mg \]
\[ F = BiL = mg \]
Розділимо обидві частини на масу стержня m, щоб знайти розміщення рейок L:
\[ Bi = g \]
\[ L = \frac{g}{Bi} \]
Тепер перейдемо до другого питання: яка маса стержня, що лежить на рейках?
Для відповіді на це питання скористаємося другим законом Ньютона:
\[ F = ma \]
де:
F - сила, діюча на стержень (у нашому випадку, вага стержня)
m - маса стержня
a - прискорення стержня
Так як стержень перебуває у стані спокою, а прискорення a = 0, то F = 0. Отже, маса стержня буде нульова.
Тепер перейдемо до третього питання: який струм потрібен, щоб стержень, рухаючись з місця, пройшов відстань 50 см за 5 секунд?
Знову використаємо формулу Лоренц-сили:
\[ F = BiL \]
Ми знаємо, що стержень має рухатись з прискоренням a, яке можемо обчислити, використовуючи формулу:
\[ a = \frac{2L}{t^2} \]
де:
L - пройдена відстань
t - час руху
Підставимо значення a в формулу сили:
\[ F = BIL = ma \]
\[ ma = BiL \]
Так як маса стержня m = 0, отримаємо:
\[ 0 = BiL \]
\[ i = \frac{0}{BL} = 0 \]
Тому струм потрібний, щоб стержень рухаючись з місця пройшов відстань 50 см за 5 секунд, має бути рівним нулю.
Наостанок розглянемо четверте питання: який коефіцієнт тертя між стержнем та рейками?
Для відповіді на це питання, нам потрібно знати значення сили тертя та сили натиску стержня на рейки.
Закон тертя для спокою має вигляд:
\[ F_{\text{тертя}} = \mu F_{\text{норм}} \]
де:
F_{\text{тертя}} - сила тертя
\mu - коефіцієнт тертя
F_{\text{норм}} - сила нормальна
Оскільки стержень перебуває у стані спокою, то сила реакції опори дорівнює силі натиску:
\[ F_{\text{норм}} = mg \]
Тепер знаючи силу тертя, можна виразити коефіцієнт тертя:
\[ \mu = \frac{F_{\text{тертя}}}{F_{\text{норм}}} = \frac{F_{\text{тертя}}}{mg} \]
Проте, дані про силу тертя не наведені в задачі, тому неможливо точно визначити коефіцієнт тертя між стержнем та рейками без додаткової інформації.
У даній задачі маємо справу з взаємодією магнітного поля та провідника, тому використаємо формулу Лоренц-сила:
\[ F = BIL \]
де:
F - сила, діюча на провідник (у нашому випадку, вага стержня)
B - індукція магнітного поля
I - сила струму, що протікає через провідник
L - довжина провідника
Оскільки стержень знаходиться на рейках, де вважається, що рівнодійний струм в рейках дорівнює нулю, можемо використати одноформулне співвідношення:
\[ F = BiL \]
Аркушева реакція:
\[ B = mg \]
\[ F = BiL = mg \]
Розділимо обидві частини на масу стержня m, щоб знайти розміщення рейок L:
\[ Bi = g \]
\[ L = \frac{g}{Bi} \]
Тепер перейдемо до другого питання: яка маса стержня, що лежить на рейках?
Для відповіді на це питання скористаємося другим законом Ньютона:
\[ F = ma \]
де:
F - сила, діюча на стержень (у нашому випадку, вага стержня)
m - маса стержня
a - прискорення стержня
Так як стержень перебуває у стані спокою, а прискорення a = 0, то F = 0. Отже, маса стержня буде нульова.
Тепер перейдемо до третього питання: який струм потрібен, щоб стержень, рухаючись з місця, пройшов відстань 50 см за 5 секунд?
Знову використаємо формулу Лоренц-сили:
\[ F = BiL \]
Ми знаємо, що стержень має рухатись з прискоренням a, яке можемо обчислити, використовуючи формулу:
\[ a = \frac{2L}{t^2} \]
де:
L - пройдена відстань
t - час руху
Підставимо значення a в формулу сили:
\[ F = BIL = ma \]
\[ ma = BiL \]
Так як маса стержня m = 0, отримаємо:
\[ 0 = BiL \]
\[ i = \frac{0}{BL} = 0 \]
Тому струм потрібний, щоб стержень рухаючись з місця пройшов відстань 50 см за 5 секунд, має бути рівним нулю.
Наостанок розглянемо четверте питання: який коефіцієнт тертя між стержнем та рейками?
Для відповіді на це питання, нам потрібно знати значення сили тертя та сили натиску стержня на рейки.
Закон тертя для спокою має вигляд:
\[ F_{\text{тертя}} = \mu F_{\text{норм}} \]
де:
F_{\text{тертя}} - сила тертя
\mu - коефіцієнт тертя
F_{\text{норм}} - сила нормальна
Оскільки стержень перебуває у стані спокою, то сила реакції опори дорівнює силі натиску:
\[ F_{\text{норм}} = mg \]
Тепер знаючи силу тертя, можна виразити коефіцієнт тертя:
\[ \mu = \frac{F_{\text{тертя}}}{F_{\text{норм}}} = \frac{F_{\text{тертя}}}{mg} \]
Проте, дані про силу тертя не наведені в задачі, тому неможливо точно визначити коефіцієнт тертя між стержнем та рейками без додаткової інформації.
Знаешь ответ?