Question

В вертикальном магнитном поле с индукцией 10 мТл равномерно двигается по горизонтальных рельсах проводник длиной 20 см. В проводнике идет ток - 2А . Какой может быть масса проводника, если коефициент трения - 0.2?

Answer 1

При равномерном движении сила Ампера равна силе трения:

I*B*L=u*m*g     m=I*B*L/u*g=2*10^-2*0,2/0,2*10=0,002 кг

Answer 2

Для решения этой задачи, нам нужно учесть силу Лоренца, действующую на проводник в магнитном поле, и силу трения, действующую в противоположном направлении. Сначала найдем силу Лоренца:

Сила Лоренца (F) на проводник в магнитном поле можно вычислить по следующей формуле:

F = B * I * L,

где: B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника, находящегося в магнитном поле.

В данном случае, B = 10 мТл = 10 * 10^(-3) Тл и I = 2 А.

L - длина проводника, которая равна 20 см = 0.2 м.

Теперь найдем силу трения:

Сила трения (F_tr) между проводником и рельсами можно вычислить по формуле:

F_tr = μ * N,

где: μ - коэффициент трения, N - нормальная сила, которая равна весу проводника (так как он движется горизонтально без вертикального ускорения).

Теперь, когда у нас есть значения B, I, L и μ, давайте найдем массу проводника:

1. Найдем силу Лоренца: F = 10 * 10^(-3) * 2 * 0.2 = 0.004 Н.

2. Теперь найдем нормальную силу (вес проводника): N = m * g,

где: m - масса проводника, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с^2).

3. Теперь найдем силу трения: F_tr = 0.2 * m * 9.8.

Так как проводник движется равномерно, то сила Лоренца должна быть равна силе трения:

0.004 Н = 0.2 * m * 9.8.

Теперь найдем массу проводника (m):

0.004 Н = 1.96 * m.

m = 0.004 Н / 1.96 ≈ 0.00204 кг ≈ 2.04 г.

Ответ: Масса проводника составляет приблизительно 2.04 грамма.