По медному стержню массой 0,14 кг , лежащему поперек двух рельсов, расположенных на расстоянии 0,3 м друг ст друга, проходит ток 50 А. Коэффициент трения скольжения стержня по рельсам 0,6. Какова минимальная величина индукции магнитного поля, которое может вызвать скольжение стержня, и каково направление тока?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы начать скольжение медного стержня по рельсам, необходимо, чтобы сила трения превышала сили электродинамической индукции.

Сначала найдем силу трения:
Fтр = μ m g,
где μ - коэффициент трения скольжения (0,6),
m - масса стержня (0,14 кг),
g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Fтр = 0,6 0,14 9,81 ≈ 0,82 Н.

Далее найдем силу электродинамической индукции:
Fинд = B l I,
где B - индукция магнитного поля,
l - длина участка стержня, находящегося между рельсами (0,3 м),
I - сила тока (50 А).

Fинд = B 0,3 50 = 15B Н.

Так как сила трения превышает силу электродинамической индукции, то должна выполниться следующая неравенство:
Fтр > Fинд,
0,82 > 15B,
B < 0,055 Т.

Таким образом, минимальная величина индукции магнитного поля, которое может вызвать скольжение стержня, составляет 0,055 Т. Направление тока определяется по правилу левой руки: если правило левой руки направлено в сторону индукции, то ток будет течь в противоположном направлении.