Question

По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 кг течет ток силой 10 А. Найдите минимальную величину индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась магнитной силой.

Answer 1

Для решения данной задачи нам понадобятся формулы, связывающие силу магнитного поля и силу тока с параметрами проводника.

Сила магнитного поля на проводник с током определяется формулой: F = B*l*I*sin(α), где F - сила магнитного поля, B - индукция магнитного поля, l - длина проводника, I - сила тока, α - угол между направлениями силы магнитного поля и тока.

Сила тяжести на проводник определяется формулой: Fг = m*g, где Fг - сила тяжести, m - масса проводника, g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с² на Земле).

Чтобы сила тяжести уравновесила магнитную силу, необходимо, чтобы они были равными: F = Fг.

Подставим значения в формулы: B*l*I*sin(α) = m*g.

Так как нам нужно найти минимальное значение индукции магнитного поля, то можем считать, что sin(α) = 1 (максимальное значение синуса). Также воспользуемся фактом, что ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9,8 м/с².

Упростив уравнение, получим: B*l*I = m*g, B = (m*g) / (l*I).

Подставим значения в формулу: B = (4 кг * 9,8 м/с²) / (20 см * 10 А). Преобразуем размерности для единоразмерности: B = (4 * 9,8) / (20 * 10) = 0,0196 Тл.

Таким образом, минимальная величина индукции магнитного поля должна быть равна 0,0196 Тл.