Question

Проводящий стержень лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией 0,2 Тл. Какую силу в горизонтальном направлении нужно приложить перпендикулярно проводнику для его равномерного поступательного движения? Сила тока в проводнике равна 10 А, масса проводника 100 г, его длина 25 см, коэффициент трения 0,1. Сделайте рисунок еще, пожалуйста

Answer 1

F = Fa - Fтр

F = BIL = kmg

F = 0,2 Тл*10А*0,25 - 0,1*0,1кг*9,8м/с2= 0,4 Н

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся формулой Лоренца для силы, действующей на проводник в магнитном поле:

F = BILsinθ,

где F - сила, B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника, и θ - угол между направлениями магнитного поля и силы тока.

В данной задаче проводник лежит перпендикулярно магнитному полю, поэтому sinθ = 1. Подставим известные значения:

F = (0,2 Тл) * (10 А) * (0,25 м) * (1) = 0,5 Н.

Теперь рассмотрим равномерное поступательное движение. В этом случае сумма сил, действующих на проводник, равна нулю:

F - Fтр = 0,

где Fтр - сила трения.

Перепишем это уравнение, выразив Fтр:

Fтр = F = 0,5 Н.

Используем формулу силы трения:

Fтр = μN,

где μ - коэффициент трения, N - сила нормального давления.

Так как проводник лежит на горизонтальной поверхности, то N = mg, где m - масса проводника, g - ускорение свободного падения.

N = (0,1) * (0,1 кг) * (9,8 м/с²) = 0,098 Н.

Таким образом, Fтр = μN = (0,1) * (0,098 Н) = 0,0098 Н.

Так как Fтр = F, то сила, которую нужно приложить перпендикулярно проводнику для его равномерного поступательного движения, составляет 0,5 Н.