Яка сила має бути прикладена до провідника, щоб він рівномірно ковзав на рейках у напрямку сили ампера, при умові

Щоб знайти силу, яка має бути прикладена до провідника, щоб він рівномірно ковзав на рейках у напрямку сили ампера, ми можемо скористатися другим законом Ньютона, який говорить, що сума всіх сил, що діють на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення.

У нашому випадку, провідник просувається вздовж рейок, тому сила Ампера, яка діє на провідник, буде створювати рух вздовж рейок. Для знаходження цієї сили скористаємося формулою:

\[F = BIL\]

де \(F\) - сила, яка необхідна для руху провідника,
\(B\) - індукція магнітного поля,
\(I\) - сила струму, яка протікає через провідник,
\(L\) - довжина провідника.

Відповідно до умов задачі, провідник має масу 400 г, що відповідає 0,4 кг. Його довжина - 30 см, що відповідає 0,3 м. Індукція магнітного поля дорівнює 0,2 мТл, що відповідає \(0,2 \times 10^{-3}\) Тл.

Так як сила тертя не враховується, то сумарна сила, що діє на провідник, буде дорівнювати нулю. Отже, сила Ампера повинна бути рівною силі тертя, що дозволяє провіднику рухатися рівномірно.

Ми знаємо, що маса провідника дорівнює 0,4 кг, тому його сила тяжіння буде рівна:

\[F_{тяж} = m \cdot g\]

де \(m\) - маса тіла,
\(g\) - прискорення вільного падіння і дорівнює 9,8 м/с².

\[F_{тяж} = 0,4 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2\]

Підставивши числа у формулу, отримуємо:

\[F_{тяж} = 3,92 \, \text{Н}\]

Отже, сила Ампера, що діє на провідник, повинна бути рівною силі тяжіння і становити 3,92 Н. Ця сила забезпечить рух провідника рівномірно вздовж рейок, якщо коефіцієнт тертя не враховується.