Question

Сталевий стрижень завдовжки 40 см і масою 50 г лежить перпендикулярно до горизонтальних рейок. Уздовж рейок напрямлене однорідне магнітне поле індукцією 0,25 Тл. У стрижні пропускають електричний струм силою 2 А. З якою силою стрижень тисне на рейки

Answer 1

Ответ:

F=0,7H

Объяснение:

На стрижень діє сила Ампера:

Fa = B * I * L = 0,25 * 2 * 0,4 = 0,20 Н (за правилом лівої руки спрямована до землі)

Але на стрижень діє сила тяжіння:

Fт = m * g = 0,050 * 10 = 0,50 Н

Сила, що діє на рейки:

F = Fл + Fт = 0,20 + 0,50 = 0,70 Н

Answer 2

Для знаходження сили, з якою стрижень тисне на рейки, можна скористатися формулою сили Лоренца, яка визначає силу, яку витіснений струмом провідник відчуває в магнітному полі. Формула для сили Лоренца має вигляд:

$F = BIL \sin(\theta)$

де:

• $F$ - сила, яку відчуває провідник (в даному випадку, стрижень) в Ньютонах (Н);
• $B$ - індукція магнітного поля в Теслах (Тл);
• $I$ - сила струму в Амперах (А);
• $L$ - довжина провідника, який перетинає магнітне поле, в метрах (м);
• $\theta$ - кут між напрямом струму і напрямом магнітного поля в радіанах.

У цьому випадку стрижень перпендикулярний до магнітних полів, отже, $\theta = 90^\circ$ і $\sin(90^\circ) = 1$.

Підставляючи відомі значення:

• $B = 0,25 \, \text{T}$,
• $I = 2 \, \text{A}$,
• $L = 0,4 \, \text{м}$,
• $\sin(90^\circ) = 1$,

отримаємо силу, з якою стрижень тисне на рейки:

$F = 0,25 \, \text{T} \times 2 \, \text{A} \times 0,4 \, \text{м} \times 1 = 0,2 \, \text{Н}$