1) наименьшая масса груза, вызывающего вращение маятника Обербека m0=50г. Какова сила натяжения нити при m=25г
Если маятник не вращается, то грузик m просто висит на нити. Ускорение а=0
В проекции на вертикальную ось ОУ
T-mg= ma=0
T=mg=0.025*9,8=0,25 (H)
2) Маятник обербека с моментом инерции J=0,20*10^(-2) кг*м^2 под действием тормозящего момента М= 20*10-3 Н*м основился через t=10с. Сколько полных оборотов сделает маятник до остановки?
Запишем 2 закон Ньютона для вращательного движения
M=Jb b- здесь угловое ускорение.
Откуда b=M/j = 20*10^-3/0,2*10^-2=10 рад/c2
Из кинематики вращательного движения вычислим угол поворота за время вращения
φ=bt^2/2=10*100/2=500 (рад)
Количество оборотов n=φ/2π=500/(2*3,14)=79,6 об , примерно 80 оборотов
3) Грузы маятника Обербека переместили с концов стержней на 25 с. Считая грузы материальными точками с массами 50 г, а длину стержня 30 см, определите, на сколько изменился момент инерции маятника.
Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца, которая всегда направлена перпендикулярно к векторам v и B[3]. Она пропорциональна заряду частицы q, составляющей скорости v, перпендикулярной направлению вектора магнитного поля B, и величине индукции магнитного поля B. В Международной системе единиц (СИ) сила Лоренца выражается так:
где квадратными скобками обозначено векторное произведение.
Также (вследствие действия силы Лоренца на движущиеся по проводнику заряженные частицы) магнитное поле действует на проводник с током. Сила, действующая на проводник с током называется силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действующих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.
Взаимодействие двух магнитовПравить
Одно из наиболее часто встречающихся в обычной жизни проявлений магнитного поля — взаимодействие двух магнитов: одинаковые полюса отталкиваются, противоположные притягиваются. Представляется заманчивым описать взаимодействие между магнитами как взаимодействие между двумя монополями, и с формальной точки зрения эта идея вполне реализуема и часто весьма удобна, а значит практически полезна (в расчётах); однако детальный анализ показывает, что на самом деле это не полностью правильное описание явления (наиболее очевидным вопросом, не получающим объяснения в рамках такой модели, является вопрос о том, почему монополи никогда не могут быть разделены, то есть почему эксперимент показывает, что никакое изолированное тело на самом деле не обладает магнитным зарядом; кроме того, слабостью модели является то, что она неприменима к магнитному полю, создаваемому макроскопическим током, а значит, если не рассматривать её как чисто формальный приём, приводит лишь к усложнению теории в фундаментальном смысле).
Правильнее будет сказать, что на магнитный диполь, помещённый в неоднородное поле, действует сила, которая стремится повернуть его так, чтобы магнитный момент диполя был сонаправлен с магнитным полем. Но никакой магнит не испытывает действия (суммарной) силы со стороны однородного магнитного поля. Сила, действующая на магнитный диполь с магнитным моментом m выражается по формуле[7][8]:
Сила, действующая на магнит (не являющийся одиночным точечным диполем) со стороны неоднородного магнитного поля, может быть определена суммированием всех сил (определяемых данной формулой), действующих на элементарные диполи, составляющие магнит.
Впрочем, возможен подход, сводящий взаимодействие магнитов к силе Ампера, а сама формула выше для силы, действующей на магнитный диполь, тоже может быть получена, исходя из силы Ампера.
Явление электромагнитной индукции
Если поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур меняется во времени, в этом контуре возникает ЭДС электромагнитной индукции, порождаемая (в случае неподвижного контура) вихревым электрическим полем, возникающим вследствие изменения магнитного поля со временем (в случае неизменного со временем магнитного поля и изменения потока из-за движения контура-проводника такая ЭДС возникает посредством действия силы Лоренца).
1) наименьшая масса груза, вызывающего вращение маятника Обербека m0=50г. Какова сила натяжения нити при m=25г
Если маятник не вращается, то грузик m просто висит на нити. Ускорение а=0
В проекции на вертикальную ось ОУ
T-mg= ma=0
T=mg=0.025*9,8=0,25 (H)
2) Маятник обербека с моментом инерции J=0,20*10^(-2) кг*м^2 под действием тормозящего момента М= 20*10-3 Н*м основился через t=10с. Сколько полных оборотов сделает маятник до остановки?
Запишем 2 закон Ньютона для вращательного движения
M=Jb b- здесь угловое ускорение.
Откуда b=M/j = 20*10^-3/0,2*10^-2=10 рад/c2
Из кинематики вращательного движения вычислим угол поворота за время вращения
φ=bt^2/2=10*100/2=500 (рад)
Количество оборотов n=φ/2π=500/(2*3,14)=79,6 об , примерно 80 оборотов
3) Грузы маятника Обербека переместили с концов стержней на 25 с. Считая грузы материальными точками с массами 50 г, а длину стержня 30 см, определите, на сколько изменился момент инерции маятника.
j1=4mL1^2=4*0,05*0,09=0,018 кгм^2
j2=4mL2^2=4*0,05*0.0025=0,0005кгм^2
j2- j1=0,0005-0,018=-0,0175кгм^2
Объяснение:
Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца, которая всегда направлена перпендикулярно к векторам v и B[3]. Она пропорциональна заряду частицы q, составляющей скорости v, перпендикулярной направлению вектора магнитного поля B, и величине индукции магнитного поля B. В Международной системе единиц (СИ) сила Лоренца выражается так:
{\displaystyle \mathbf {F} =q[\mathbf {v} ,\mathbf {B} ]},
в системе единиц СГС:
{\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {q}{c}}[\mathbf {v} ,\mathbf {B} ]},
где квадратными скобками обозначено векторное произведение.
Также (вследствие действия силы Лоренца на движущиеся по проводнику заряженные частицы) магнитное поле действует на проводник с током. Сила, действующая на проводник с током называется силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действующих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.
Взаимодействие двух магнитовПравить
Одно из наиболее часто встречающихся в обычной жизни проявлений магнитного поля — взаимодействие двух магнитов: одинаковые полюса отталкиваются, противоположные притягиваются. Представляется заманчивым описать взаимодействие между магнитами как взаимодействие между двумя монополями, и с формальной точки зрения эта идея вполне реализуема и часто весьма удобна, а значит практически полезна (в расчётах); однако детальный анализ показывает, что на самом деле это не полностью правильное описание явления (наиболее очевидным вопросом, не получающим объяснения в рамках такой модели, является вопрос о том, почему монополи никогда не могут быть разделены, то есть почему эксперимент показывает, что никакое изолированное тело на самом деле не обладает магнитным зарядом; кроме того, слабостью модели является то, что она неприменима к магнитному полю, создаваемому макроскопическим током, а значит, если не рассматривать её как чисто формальный приём, приводит лишь к усложнению теории в фундаментальном смысле).
Правильнее будет сказать, что на магнитный диполь, помещённый в неоднородное поле, действует сила, которая стремится повернуть его так, чтобы магнитный момент диполя был сонаправлен с магнитным полем. Но никакой магнит не испытывает действия (суммарной) силы со стороны однородного магнитного поля. Сила, действующая на магнитный диполь с магнитным моментом m выражается по формуле[7][8]:
{\displaystyle \mathbf {F} =\left(\mathbf {m} \cdot \nabla \right)\mathbf {B} }.
Сила, действующая на магнит (не являющийся одиночным точечным диполем) со стороны неоднородного магнитного поля, может быть определена суммированием всех сил (определяемых данной формулой), действующих на элементарные диполи, составляющие магнит.
Впрочем, возможен подход, сводящий взаимодействие магнитов к силе Ампера, а сама формула выше для силы, действующей на магнитный диполь, тоже может быть получена, исходя из силы Ампера.
Явление электромагнитной индукции
Если поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур меняется во времени, в этом контуре возникает ЭДС электромагнитной индукции, порождаемая (в случае неподвижного контура) вихревым электрическим полем, возникающим вследствие изменения магнитного поля со временем (в случае неизменного со временем магнитного поля и изменения потока из-за движения контура-проводника такая ЭДС возникает посредством действия силы Лоренца).