Задача по физике Когда поезд движется со скоростью 72 км/ч, разница потенциалов между правыми и левыми колесами равна 1,5 мВ. Какой является вертикальная составляющая магнитной индукции магнитного поля Земли, если ширина колеи (расстояние между рейками) 1,5м?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой, описывающей электромагнитные силы, действующие на движущиеся заряды в проводнике:

F = qvB

где F - сила, действующая на заряд, q - заряд, v - скорость движения заряда, B - магнитная индукция.

Так как поезд движется со скоростью 72 км/ч = 20 м/с, то потенциал между колесами возникает из-за магнитного поля, действующего на движущиеся заряды (электрическая составляющая пренебрежимо мала). Потенциал между колесами определяется по формуле:

U = v x B x l

где U - разность потенциалов, v - скорость движения заряда, B - магнитная индукция, l - расстояние между анодом и катодом (ширина колеи).

Подставляя известные значения, получаем:

1,5 мВ = 20 м/с x B x 1,5 м

B = (1,5 мВ) / (20 м/с x 1,5 м) = 0,05 Тл

Теперь учитывая, что горизонтальная составляющая магнитного поля Земли примерно равна 20 мкТл (0,00002 Тл), можем использовать теорему Пифагора для нахождения вертикальной составляющей:

B^2 = Bг^2 + Bв^2

0,05^2 = 0,00002^2 + Bв^2

Bв = √(0,05^2 - 0,00002^2) = 0,05 Тл

Ответ: Вертикальная составляющая магнитной индукции магнитного поля Земли равна 0,05 Тл.