Квадратная рамка с током массой 200 г со стороной, равной 20 см, лежит на горизонтальной поверхности. Индукция магнитного поля, равная 4 Тл, параллельна
плоскости рамки. При какой минимальной силе тока одна из сторон рамки не давит на поверхность?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Подействие магнитного поля на ток можно вычислить с помощью формулы момента силы, равного $M = ISB\sin{\theta}$, где:

$I$ - сила тока в рамке,$S$ - площадь рамки,$B$ - индукция магнитного поля,$\theta$ - угол между направлением силовых линий магнитного поля и нормалью к площади рамки.

Поскольку в условии задачи указано, что индукция магнитного поля параллельна плоскости рамки, то угол $\theta = 0$. Таким образом, формула упрощается до $M = ISB$.

Для того, чтобы рамка не давила на поверхность, момент силы должен быть равен нулю. Рассмотрим разницу моментов сил для двух противоположных сторон рамки:
$M_1 - M_2 = 0$,
$I \cdot S \cdot B - I \cdot S \cdot B = 0$,
$2 \cdot I \cdot S \cdot B = I_g \cdot g \cdot S$,
$I = \frac{I_g \cdot g}{2 \cdot B}$,

где $I_g$ - ускорение свободного падения, $g$ - ускорение свободного падения на Земле.

Подставляя известные значения ($I_g = 9.81 \, м/с^2, \, B = 4 \, Тл$), получаем:
$I = \frac{9.81 \cdot 0.2}{2 \cdot 4} = \frac{1.962}{8} \approx 0.245 \, А$.

Таким образом, минимальная сила тока, при которой одна из сторон рамки не давит на поверхность, равна примерно 0.245 А.