Question

На горизонтальной поверхности стола покоится проводник длиной l=0,2 м, через который протекает ток I = 2A. Проводник расположен вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл (угол между проводником и вектором магнитной индукции равен 90°). Направление силы тока обозначена как «х» -от наблюдателя. Определите величину силы трения покоя, действующей на проводник,и укажите её направление.

Answer 1

Ответ:

На проводник с током в однородном  магнитном поле, действует сила Ампера:

Cила Ампера F = B*I*L*sin(a)=0.5*2*0.2*sin90=0.2H

Сила трения покоя направлена по касательной к поверхности соприкасающихся тел в сторону, противоположную силе F, и равна ей по величине:

F тр = - F = - 0.2H

Объяснение:

Answer 2

Для определения величины силы трения покоя, действующей на проводник, нужно учесть силу Лоренца, действующую на проводник в магнитном поле, и сравнить её с силой трения.

Сила Лоренца (F) на проводник с током в магнитном поле вычисляется по формуле: F = B * I * l * sin(θ)

где: B - индукция магнитного поля (в Теслах), I - ток в проводнике (в Амперах), l - длина проводника (в метрах), θ - угол между проводником и вектором магнитной индукции (в радианах).

Дано: B = 0,5 Тл, I = 2 А, l = 0,2 м, θ = 90° = π/2 радиан (угол 90 градусов переводим в радианы).

Подставим значения в формулу и вычислим силу Лоренца:

F = 0,5 Тл * 2 А * 0,2 м * sin(π/2) F = 0,5 * 2 * 0,2 * 1 F = 0,2 Н

Теперь, чтобы определить величину силы трения покоя (Fтр), нужно знать, что в состоянии покоя сумма всех горизонтальных сил равна нулю (проводник не двигается). Таким образом:

Fтр = F (сила Лоренца) - Fд (другие горизонтальные силы)

Если проводник покоится, то сила трения покоя Fтр равна силе Лоренца F:

Fтр = 0,2 Н

Направление силы трения покоя будет противоположно направлению силы Лоренца, то есть в данном случае она будет направлена "против часовой стрелки" от наблюдателя. Направление "х" в данном контексте, скорее всего, означает горизонтальное направление, поэтому сила трения покоя будет направлена горизонтально, противоположно силе Лоренца.