Question

Когда поезд движется со скоростью 72 км/ час, разность потенциалов между правыми и левыми колесами равна 1,5 мВ. Какова вертикальная составляющая вектора магнитной индукции магнитного поля земли, если ширина колеи 1,5 м?

Answer 1

Дано V=20 м\с   L=1,5 м   U =1,5*10^-3В   B*sina - ?

Под действием магнитного поля
U = V*L*B*sina
B*sina=U/V*l=1,5*10^-3/20*1,5=5*10^-5 Тл -ответ

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу, описывающую силу Лоренца. Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, задается следующим выражением:

F = q * v * B * sin(θ),

где F - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости частицы и магнитной индукции.

В данной задаче мы знаем разность потенциалов ΔV и скорость v. Зная, что разность потенциалов образуется из-за силы Лоренца, можем записать:

ΔV = F * d,

где d - расстояние между правыми и левыми колесами (ширина колеи).

Подставляя значение скорости и магнитной индукции B в выражение для F, получаем:

ΔV = q * v * B * sin(θ) * d.

Так как нам нужно найти вертикальную составляющую магнитной индукции, то угол θ между векторами скорости и магнитной индукции равен 90° (по условию задачи). Таким образом, sin(90°) = 1, и выражение упрощается:

ΔV = q * v * B * d.

Разрешая это уравнение относительно магнитной индукции B, получаем:

B = ΔV / (q * v * d).

Подставляя известные значения, получаем:

B = (1.5 * 10^(-3) В) / (1.6 * 10^(-19) Кл * (72 * 1000 м / 3600 с) * 1.5 м).

Выполняя вычисления, получаем:

B ≈ 2.08 * 10^(-5) Тл (тесла).

Таким образом, вертикальная составляющая вектора магнитной индукции магнитного поля Земли равна примерно 2.08 * 10^(-5) Тл.