Question

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

F = Fa - Fтертя

F = BIL = kmg

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

Answer 2

Для того щоб обчислити силу, яку треба прикласти до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно, нам потрібно врахувати кілька факторів, включаючи силу лоренція, силу тертя і можливу силу, яку ми прикладаємо.

1. Сила Лоренція: Сила Лоренція, яка діє на провід в магнітному полі, обчислюється за формулою: F = B * I * L * sin(θ)

де:

• F - сила Лоренція
• B - індукція магнітного поля (0,2 Тл)
• I - сила струму (10 А)
• L - довжина проводу (0,25 м, бо 25 см = 0,25 м)
• θ - кут між напрямом струму і напрямом індукції (90 градусів, оскільки провід перпендикулярний до ліній індукції)

Підставляючи значення, отримуємо: F = 0,2 Тл * 10 А * 0,25 м * sin(90°) = 0,5 Н

2. Сила тертя: Сила тертя визначається як продукт коефіцієнта тертя (μ) і нормальної сили (N). У нашому випадку нормальна сила дорівнює масі проводу, помноженій на прискорення вільного падіння (g), і косинус кута нахилу проводу:

N = m * g * cos(θ)

де:

• m - маса проводу (100 г = 0,1 кг)
• g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²)
• θ - кут нахилу (90 градусів, оскільки провід лежить на горизонтальній поверхні)

Підставляючи значення, отримуємо: N = 0,1 кг * 9,8 м/с² * cos(90°) = 0 Н (оскільки cos(90°) = 0)

Сила тертя буде дорівнювати 0, оскільки нормальна сила дорівнює нулю (провід лежить на горизонтальній поверхні).

3. Загальна сила, яку потрібно прикласти: Сила, яку потрібно прикласти до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно, буде рівна силі Лоренція (0,5 Н) в протилежному напрямку.

Отже, сила повинна бути прикладена в напрямку протилежному до напрямку сили Лоренція, тобто в напрямку руху проводу.