Question

Решите пожалуйста! Прямий провід, довжина якого 25 см, маса 100 г, а сила струму в якому становить 10 А, лежить на горизонтальній поверхні перпендикулярно до ліній індукції однорідного магнітного поля з індукцією 0,2 Тл. Яку силу й у якому напрямку треба прикласти до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно? Коефіцієнт тертя 0,1.

Answer 1

Відповідь:

F = Fa - Fтертя

F = BIL = kmg

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

Пояснення:

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі ми можемо скористатися законом Лоренца, який описує силу, що діє на провідник, який перебуває в магнітному полі. Згідно з цим законом, сила, що діє на провідник, рівна добутку сили струму, довжини провідника та індукції магнітного поля, помноженого на синус кута між напрямом струму та напрямом індукції магнітного поля.

Задані величини:

- Довжина проводу (L) = 25 см = 0.25 м - Маса проводу (m) = 100 г = 0.1 кг - Сила струму (I) = 10 А - Індукція магнітного поля (B) = 0.2 Тл - Коефіцієнт тертя (μ) = 0.1

Розв'язок:

1. Знайдемо силу, яка діє на провідник у магнітному полі за допомогою закону Лоренца: - F = I * L * B * sin(θ), де θ - кут між напрямом струму та напрямом індукції магнітного поля. - У нашому випадку, провідник лежить перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля, тому sin(θ) = 1. - F = I * L * B - F = 10 А * 0.25 м * 0.2 Тл = 0.5 Н

2. Знайдемо силу тертя, яка діє на провідник: - Fтертя = μ * m * g, де μ - коефіцієнт тертя, m - маса проводу, g - прискорення вільного падіння. - У нашому випадку, g ≈ 9.8 м/с². - Fтертя = 0.1 * 0.1 кг * 9.8 м/с² = 0.098 Н

3. Знайдемо силу, яку треба прикласти до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно: - Ця сила повинна забезпечити рівновагу між силою, що діє на провідник у магнітному полі, та силою тертя. - Fприкладена = F + Fтертя = 0.5 Н + 0.098 Н = 0.598 Н

Таким чином, силу, яку треба прикласти до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно, дорівнює 0.598 Н. Напрямок цієї сили залежить від напрямку струму та індукції магнітного поля, але без додаткової інформації про ці напрямки важко визначити конкретний напрямок сили.