Question

На левой чаше весов находятся два магнита, надетые на деревянный стержень массой г. Магниты могут свободно скользить по стержню. Верхний магнит находится в воздухе, он не касается нижнего магнита. Масса каждого магнита равна г. Весы находятся в равновесии. Указание: весы сделаны из немагнитных материалов, и поблизости магнитных материалов нет. Чему равна масса гири? Ответ: ____ Что произойдёт, если верхний магнит убрать?

Answer 1

Ответ:

250

Объяснение:

если верхний магнит убрать, то гиря перевесит

Answer 2

Чтобы найти массу гири, необходимо учесть равновесие системы. Так как весы находятся в равновесии, сумма моментов сил на обеих сторонах должна быть равна нулю. Так как нижний магнит не касается верхнего, его массу можно не учитывать.

Пусть масса гири (которая будет помещена на правую чашу весов) составляет М граммов. Тогда момент силы тяжести гири будет М * g (где g - ускорение свободного падения).

Момент силы магнитного взаимодействия между верхним магнитом и нижним магнитом можно представить как некоторое усилие, действующее на стержень. Это усилие будет действовать в направлении, противоположном направлению силы тяжести. При достижении равновесия, момент этой магнитной силы будет равен моменту силы тяжести гири:

М * g = F * L

где F - магнитная сила, действующая между магнитами, L - расстояние между магнитами.

С учетом того, что масса каждого магнита равна m и используя закон всемирного тяготения для расчета магнитной силы (F = G * (m1 * m2) / r^2, где G - постоянная всемирного тяготения, m1 и m2 - массы магнитов, r - расстояние между ними), мы можем выразить расстояние L:

L = sqrt((G * m^2) / (M * g))

Подставляя это выражение для L в уравнение М * g = F * L, мы получим:

М * g = (G * m^2) / sqrt((G * m^2) / (M * g))

Решая это уравнение относительно M, получим:

M = (m * sqrt(G)) / g

Таким образом, масса гири M будет равна (m * sqrt(G)) / g.

Что касается второй части вашего вопроса, если верхний магнит будет убран, то магнитная сила, действующая на стержень, исчезнет. Весы останутся в равновесии только под действием силы тяжести. В этом случае гиря будет равновесно опущена вниз, так как момент магнитной силы, который ранее поддерживал равновесие, будет отсутствовать.