Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  1 0

  antekL1 24.2.2012 (09:02)

  Abyśmy mieli te same oznaczenia, wypiszę:
  Dane:
  B = 0,01 T - indukcja pola magnetycznego
  I = 6 A - natężenie prądu
  L = 2 cm - długość przewodnika (do punktu c)
  
  Zacznę od punktu (b). Wykorzystaj strzałki z rysunku (a) na górze strony z załącznika. Poziomą strzałkę oznacz F. Jest to siła Lorentza działająca na przewodnik z prądem w polu magnetycznym. Pionową strzałkę w oznacz Q. Jest to siła ciężkości działająca na ramkę. Dodaj te dwa wektory, kreskowaną linią zaznacz ich wypadkową (przekątną prostokąta). Dorysuj trzeci wektor działający w lewo i w górę, wzdłuż ramki. Oznacz go R. To jest siła reakcji ramki równoważąca wypadkową sił Q i F.
  Suma wektorowa sił działająca na ramkę ma być ZERO bo ramka jest w równowadze.
  
  a) Jeśli dysponujesz kolorowym rysunkiem to często biegun N magnesu maluje się na niebiesko, biegun S na czerwono. Jeśli nie masz rysunku kolorowego to istnieją 2 możliwości:
  
  1. Na dole jest N, na górze S. Wektor indukcji jest wtedy zwrócony w górę (od N do S). Zwrot siły Lorentza określa iloczyn wektorowy:
  
  \overrightarrow{F} = I\,\overrightarrow{L} \times \overrightarrow{B}
  
  gdzie wektor L określa kierunek prądu. Z którejś z reguł wyznaczania zwrotu iloczynu wektorowego, jakich Cię uczyli możesz stwierdzić, że w tym wypadku prąd płynie "w gląb ekranu" (czyli zaznaczasz na rysunku na dolnej części ramki strzałkę na ukos w prawo).
  
  2. Jeśli biegun N jest na górze, S na dole to zwrot B jest odwrotny i zwrot prądu też.
  
  (c) Ponieważ wektor B jest prostopadły do kierunku prądu wartość siły Lorentza F określa po prostu wzór:
  
  F = B I L
  
  Do obliczeń trzeba L zamienić z cm na metry. L = 0,02 m
  
  F = 0,01 * 6 * 0,02 = 0,0012 N
  
  Sprawdzam wymiar [F] (czytaj s^2 jako "sekunda do kwadratu" itp. T to tesla).
  
  [F] = T * A * m = kg / (A * s^2) * A * m = kg * m/s^2 = N
  
  (d) TAK. Większe napięcie spowoduje, przy niezmienionym oporze przewodnika, dwukrotnie większy prąd więc siła wzrośnie 2 razy.
  
  (e) TAK. Dłuższy kawałek przewodnika (2L) spowoduje 2-krotny wzrost F. Chyba, że drugi magnes ułożymy odwrotnie biegunami - wtedy siły od każdego magnesu zniosą się.

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie