Question

Провідний стрижень завдовжки 30 см і масою 240 г лежить перпендикулярно до горизонталь них рейок. Уздовж рейок діє однорідне магнітне поле індукцією 50 мТл, а по стрижню пропускають електричний струм. З якою силою стрижень тисне на рейки, якщо сила струму в ньому 10 А?

Answer 1

Ответ:

Стержень давит на рельсы в зависимости от направления тока 2,55 Н или 2,25 Н

Объяснение:

Подвижный стержень длиной 30 см и массой 240 г лежит перпендикулярно горизонтальным рельсам. Вдоль рельсов действует однородное магнитное поле индукцией 50 мТл, а по стержню пропускают электрический ток. С какой силой стержень давит на рельсы, если сила тока в нем 10 А?

Дано:

L = 30 см = 0,3 м

m = 240 г = 0,24 кг

α = 90°

B = 50 мТл = 0,05 Тл

I = 10 А

-------

Cила Ампера:

$\boxed{F_A = B\cdot I\cdot L\cdot sin\, \alpha }$

$F_A = 0,05\cdot 10\cdot 0,3\cdot sin\, 90\textdegree = 0,15 H$

Сила тяжести, действующая на стержень равна:

$Fm = mg = 0,24\cdot 10 = 2,4 H$

Далее все зависит от расположения линий магнитной индукции по отношению к направлению тока в стержне. См картинку, на ней линии магнитной индукции направлены право вдоль рельсов.

1) На картинке слева ток течет от нас, по правилу левой руки направление силы Ампера будет вниз, тогда общая сила, с которой стержень давит на рельсы, равна сумме этих сил:

$F = Fm+F_A = 2,4+0,15 = 2,55 H$

2) На картинке справа ток течет к нам, а сила Ампера направлена вниз. Общая сила равна разности:

$F = Fm-F_A = 2,4-0,15 = 2,25 H$