Электромагниты с большой подъемной силой применяются в технике для весьма различных целей. Например, электромагнитный подъемный кран применяется на металлургических и металлообрабатывающих заводах для переноски железного лома и готовых изделий. На металлообрабатывающих заводах часто применяют также станки с так называемыми магнитными столами, на которых обрабатываемое железное или стальное изделие закрепляется притяжением сильных электромагнитов. Достаточно включить ток, чтобы надежно закрепить изделие в любом положении на столе; достаточно выключить ток, чтобы освободить его. При отделении магнитных материалов от немагнитных, например при отделении кусков железной руды от пустой породы (обогащение руды), применяют магнитные сепараторы, в которых очищаемый материал проходит через сильное магнитное поле электромагнитов, вытягивающее из него все магнитные частицы.
В последние годы мощные электромагниты с огромной площадью полюсов получили новые важные применения при конструировании ускорителей, т. е. специальных устройств, в которых электрически заряженные частицы — электроны и протоны — разгоняются до огромных скоростей, соответствующих энергии, равной сотням миллионов и миллиардам электронвольт. Пучки таких частиц, летящих с огромной скоростью, являются основным средством исследования атомного ядраБольшинство технических применений магнитов основывается на их притягивать и удерживать железные предметы. И в этих применениях электромагниты имеют огромные преимущества перед постоянными магнитами, ибо изменение силы тока в обмотке электромагнита позволяет быстро изменять его подъемную силу. Сила, с которой магнит притягивает железо, резко убывает по мере увеличения расстояния между магнитом и железом. Поэтому для определенности подъемной силой магнита условились называть силу, с которой магнит удерживает железо, расположенное в непосредственной близости к нему; другими словами, подъемная сила магнита равна той силе, которая необходима, чтобы оторвать от магнита притянутый к нему кусок чистого мягкого железа.
Чтобы получить электромагнит с возможно большей подъемной силой, нужно увеличить площадь соприкосновения полюсов магнита с притягиваемым железным предметом (который носит название якоря) и добиться того, чтобы линии магнитного поля проходили только в железе, т. е. устранить всякие воздушные зазоры или щели между якорем и полюсами магнита; для этого необходимо хорошо
Пусть из шланга вылетели одновременно две капли, одна под углом 30 градусов, другая под углом 60 градусов. Горизонтальная скорость капель: V1x = V*cos 30 = √3/2 * V; V2x = V*cos60 = 0,5V. Если пренебрегать сопротивлением воздуха, то горизонтальная скорость не измениться. Горизонтальная координата: x1 (t1) = √3/2 * V * t1 = 5√3*t1 x2(t2) = 0,5 V * t2 = 5*t2
Начальная вертикальная скорость: Vн1y = V*sin 30 = 0,5 V; Vн2y = V * sin 60 = √3/2 * V;
Далее вертикальная скорость изменяется по следующему закону: V1y = -9,8 * t1 + Vн1y = -9,8*t1 + 0,5 V V2y = -9,8 * t2 + Vн2y = -9,8 * t2 + √3/2 * V
В последние годы мощные электромагниты с огромной площадью полюсов получили новые важные применения при конструировании ускорителей, т. е. специальных устройств, в которых электрически заряженные частицы — электроны и протоны — разгоняются до огромных скоростей, соответствующих энергии, равной сотням миллионов и миллиардам электронвольт. Пучки таких частиц, летящих с огромной скоростью, являются основным средством исследования атомного ядраБольшинство технических применений магнитов основывается на их притягивать и удерживать железные предметы. И в этих применениях электромагниты имеют огромные преимущества перед постоянными магнитами, ибо изменение силы тока в обмотке электромагнита позволяет быстро изменять его подъемную силу. Сила, с которой магнит притягивает железо, резко убывает по мере увеличения расстояния между магнитом и железом. Поэтому для определенности подъемной силой магнита условились называть силу, с которой магнит удерживает железо, расположенное в непосредственной близости к нему; другими словами, подъемная сила магнита равна той силе, которая необходима, чтобы оторвать от магнита притянутый к нему кусок чистого мягкого железа.
Чтобы получить электромагнит с возможно большей подъемной силой, нужно увеличить площадь соприкосновения полюсов магнита с притягиваемым железным предметом (который носит название якоря) и добиться того, чтобы линии магнитного поля проходили только в железе, т. е. устранить всякие воздушные зазоры или щели между якорем и полюсами магнита; для этого необходимо хорошо
Горизонтальная скорость капель:
V1x = V*cos 30 = √3/2 * V;
V2x = V*cos60 = 0,5V.
Если пренебрегать сопротивлением воздуха, то горизонтальная скорость не измениться.
Горизонтальная координата:
x1 (t1) = √3/2 * V * t1 = 5√3*t1
x2(t2) = 0,5 V * t2 = 5*t2
Начальная вертикальная скорость:
Vн1y = V*sin 30 = 0,5 V;
Vн2y = V * sin 60 = √3/2 * V;
Далее вертикальная скорость изменяется по следующему закону:
V1y = -9,8 * t1 + Vн1y = -9,8*t1 + 0,5 V
V2y = -9,8 * t2 + Vн2y = -9,8 * t2 + √3/2 * V
Вертикальная координата:
у1 (t1) = (-9,8*t1 + 0,5 V) * t1
y2 (t2) = (-9,8 * t2 + √3/2 * V) * t2
y1 (t1) = -9,8t1² + 5t1
y2 (t2) = -9,8t2² + 5√3 * t2
Выразим t через x и подставим в уравнение y(t):
t1 (x) = x / 5√3
t2 (x) = x/5
y1 (x) = -9,8*(x / 5*корень(3))² + x
y2 (x) = -9,8 * (x/5)² + √3x
Это уравнения траекторий в координатах x-y
Приравняем правые части уравнений траекторий и решаем относительно x
Получается x=2,8 (решал через MathCad)
ответ: 2,8 м