Question

Проводящий стержень массой 200 г удерживают в однородном магнитном поле на гладких горизонтальных рельсах, растояние между которыми 20 см.Магнитные линии направленны вертикально , модуль магнитной индукции 0,1 Тл , сила тока в стержне 10 А . Какой путь пройдет этот стержень за 0,5с после того , как его отпустят ?

Answer 1

После того, как стержень отпустят, он начнет двигаться под действием силы Ампера F=I*B*L, с ускорением a=F/m=I*B*L/m=10*0,1*0,2/0,2=1 м/с2
S=a*t^2/2=1*0,25/2=0,125 м

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для силы Лоренца, действующей на проводник в магнитном поле:

F = B * I * L * sin(α)

где F - сила, B - модуль магнитной индукции, I - сила тока, L - длина проводника, α - угол между направлением магнитной индукции и проводником.

Так как магнитные линии направлены вертикально, угол α будет 90 градусов, а sin(90) = 1. Теперь мы можем выразить силу, действующую на проводник:

F = B * I * L

Теперь мы можем найти ускорение проводника, используя второй закон Ньютона:

F = m * a

где m - масса проводника, a - ускорение. Так как сила Лоренца будет вызывать ускорение проводника, мы можем записать:

B * I * L = m * a

Теперь мы можем выразить ускорение:

a = (B * I * L) / m

Теперь мы можем найти путь, который проводник пройдет за время t, используя уравнение равноускоренного движения:

s = v0 * t + (1/2) * a * t^2

где v0 - начальная скорость, которая равна 0, так как проводник начинает движение с места, и ускорение a, которое мы уже нашли. Подставив значения, получим:

s = (1/2) * a * t^2

Теперь мы можем выразить путь s:

s = (1/2) * ((B * I * L) / m) * t^2

Подставив известные значения (B = 0,1 Тл, I = 10 А, L = 20 см = 0,2 м, m = 0,2 кг, t = 0,5 с), мы получим:

s = (1/2) * ((0,1 Тл * 10 А * 0,2 м) / 0,2 кг) * (0,5 с)^2 s = (1/2) * (1 Н) * (0,25 с^2) s = 0,125 м

Таким образом, проводящий стержень пройдет путь в 0,125 м за 0,5 с после того, как его отпустят.