Question

Умоляю, решите эту чертову задачу, даю 35 баллов. Визначте силу струму, який піде через гальванометр, приєднаний до залізничних рейок, якщо до нього за швидкістю 72 км/год наближається потяг. Вертикальна складова магнітної індукції магнітного поля Землі 6,4 мТл, опір кола 100 Ом, відстань між рейками 1,2 м. Рейки вважайте ізольованими одна від одної та від Землі.

Answer 1

Ответ: решение во вложении

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі, спочатку розглянемо, яку електрорізницю (ЕР) можна створити в колі гальванометра через рух потягу під дією магнітного поля Землі. За відомим принципом дії гальванометра, ЕР можна знайти за допомогою рівняння:

$E = B \cdot v \cdot l,$

де:

• $E$ - електрорізниця (напруга) в вольтах (В),
• $B$ - вертикальна складова магнітної індукції магнітного поля Землі в теслах (Тл),
• $v$ - швидкість руху потягу в метрах за секунду (м/с),
• $l$ - довжина рейок, на яких рухається потяг, в метрах (м).

Значення магнітної індукції $B$ вже вказане у задачі: $B = 6.4 \, \text{мТл} = 6.4 \times 10^{-3} \, \text{Тл}$. Швидкість $v$ задана в кілометрах за годину (км/год), тому переведемо її в метри за секунду:

$v = 72 \, \text{км/год} \cdot \frac{1000 \, \text{м}}{3600 \, \text{с}} \approx 20 \, \text{м/с}.$

Відстань між рейками $l = 1.2 \, \text{м}$.

Підставимо відомі значення в рівняння для ЕР:

$E = (6.4 \times 10^{-3} \, \text{Тл}) \cdot (20 \, \text{м/с}) \cdot (1.2 \, \text{м}) \approx 0.1536 \, \text{В}.$

Тепер, використовуючи закон Ома ($U = I \cdot R$), де $U$ - напруга (електрорізниця) в вольтах, $I$ - сила струму в амперах (А), $R$ - опір кола в омах (Ом), можемо знайти силу струму:

$I = \frac{U}{R} = \frac{0.1536 \, \text{В}}{100 \, \text{Ом}} = 0.001536 \, \text{А}.$

Отже, сила струму, який пройде через гальванометр, становитиме приблизно 0.001536 Або 1.536 мА (міліампер).

Будь ласка, зверніть увагу, що в реальних умовах величина сили струму може відрізнятися від розрахованої через ідеалізовану модель задачі.