Question

8. Провідник масою 6 г підвішений на тонких легких нитках і поміщений в однорідне магнітне поле з індукцією 2·10-2Тл, що має напрямок як показано на малюнку. Довжина провідника 9 см. Визначте силу натягу кожної нитки при пропущенні по провіднику струму силою 2,5 А. (3 бали)​

Answer 1

Ответ:Сила, що діє на провідник у магнітному полі, може бути знайдена за формулою:

F = B * I * L * sin(θ),

де:

F - сила, яка діє на провідник (силa натягу нитки)

B - індукція магнітного поля

I - сила струму

L - довжина провідника

θ - кут між напрямком струму і напрямком магнітного поля.

У даному випадку кут між напрямком струму і напрямком магнітного поля 90 градусів, тому sin(θ) = 1.

Підставляючи відомі значення, маємо:

F = (2 * 10^(-2) Тл) * (2,5 А) * (9 см) * 1.

Перетворимо довжину провідника на метри: 9 см = 0,09 м.

F = (2 * 10^(-2) Тл) * (2,5 А) * (0,09 м) * 1.

F = 0,045 Н.

Таким чином, сила натягу кожної нитки при пропущенні по провіднику струму силою 2,5 А дорівнює 0,045 Н.

Объяснение:

Answer 2

Для розв'язання цього завдання скористаємося законом Лоренца, який описує силу, що діє на провідник, який перебуває в магнітному полі.

Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, визначається за формулою:

\[ F = BIL \sin(\theta) \]

де: - \( F \) - сила (в ньютонах), - \( B \) - індукція магнітного поля (в теслах), - \( I \) - сила струму (в амперах), - \( L \) - довжина провідника (в метрах), - \( \theta \) - кут між напрямом струму і напрямом магнітного поля.

У вашому випадку напрямок магнітного поля заданий на малюнку, і ми можемо прийняти, що струм іде вниз по зображеному провіднику.

Оскільки провідник підвішений на тонких легких нитках, ми можемо припустити, що сила тяжіння провідника збалансована силою натягу ниток.

Таким чином, сила тяжіння провідника \( F_{\text{тяж}} \) дорівнює силі Лоренца:

\[ F_{\text{тяж}} = BIL \sin(\theta) \]

Тепер можемо визначити величину сили тяжіння кожної нитки. Оскільки нитки збалансовані, кожна з них несе половину цієї сили.

\[ F_{\text{нитки}} = \frac{1}{2} F_{\text{тяж}} \]

Підставимо відомі значення:

\[ F_{\text{нитки}} = \frac{1}{2} \cdot (2 \times 10^{-2} \, \text{T}) \cdot (2.5 \, \text{A}) \cdot (0.09 \, \text{m}) \cdot \sin(90^\circ) \]

Тут \( \sin(90^\circ) = 1 \). Підставимо це значення і вирішимо вираз:

\[ F_{\text{нитки}} = \frac{1}{2} \cdot (2 \times 10^{-2}) \cdot (2.5) \cdot (0.09) \cdot 1 \, \text{N} \]

\[ F_{\text{нитки}} = 0.045 \, \text{N} \]

Отже, сила натягу кожної з ниток дорівнює 0.045 Н.