Физика
силы Ампера и Лоренца
Нужен РИСУНОК к задаче: Перпендикулярно к горизонтальным рельсам, расстояние между которыми 0,6м лежит стержень. Какой ток идёт по стержню, если он равномерно движется, когда на систему наложили однородное вертикальное магнитное поле с индукцией 60 мТл. Масса стержня 36 г, коэффициент трения 0,1.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем использовать силу Лоренца, которая описывает взаимодействие заряженной частицы с магнитным полем, а также силу трения, возникающую при движении тела. Также мы можем использовать закон Ампера, который описывает силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.

Сила Лоренца:
F = qvB*sin(θ),
где F - сила Лоренца,
q - заряд частицы,
v - скорость частицы,
B - индукция магнитного поля,
θ - угол между направлением скорости частицы и направлением магнитного поля.

В данной задаче скорость частицы и направление магнитного поля перпендикулярны, поэтому угол между ними равен 90°, sin(90°) = 1.

Сила трения:
Fтр = μmg,
где Fтр - сила трения,
μ - коэффициент трения,
m - масса стержня,
g - ускорение свободного падения.

Сила движения:
Fдв = m*a,
где Fдв - сила движения,
m - масса стержня,
a - ускорение.

Сила Ампера:
F = IlB*sin(θ),
где F - сила Ампера,
I - сила тока,
l - длина проводника,
B - индукция магнитного поля,
θ - угол между проводником и магнитным полем.

В нашем случае предполагаем, что проводник движется без ускорения (а=0), значит силы Лоренца и движения равны силе трения:
qvB = μmg,
IlB = μmg,
I = μmg / l*B.

Подставляем данные в формулу:
I = 0.1 0.036 9.81 / 0.6 * 0.06 = 0.0574 A.

Ответ: по стержню идет ток 0,0574 A.