Массивный проводящий стержень длиной 1м, подвешенный на двух лёгких пружинах, жёсткость каждой из которых к=50Н/м, помещают в однородное горизонтальное магнитное поле с индукцией В=20мТл перпендикулярно линиям индукции. На какое расстояние х сместится положение равновесия стержня при пропускании по нему электрического тока силой I=100А? 2 ЗАДАНИЕ На гладком непроводящем горизонтальном столе покоится проводящий стержень, по которому течёт электрический ток силой I=2A. В некоторый момент включают вертикальное магнитное поле индукции B =5,4 мТл. С каким ускорением стержень начинает движение по столу? Площадь сечения проводника S=1 мм^2, плотность материала проводника p=2,7 г/см^3 ответ запишите в м/с^2,округлив до целого значения. РИСУНОК К 1 ЗАДАЧЕ
Первая задача:
Мы имеем массивный проводящий стержень, подвешенный на двух легких пружинах. Под действием магнитного поля, стержень сместится из положения равновесия. Нам нужно найти это смещение.
Для решения задачи, мы можем использовать закон Гука, который говорит о том, что удлинение или сокращение пружины прямо пропорционально силе, действующей на нее:
F = -kx,
где F - сила пружины, k - ее жесткость, x - удлинение или сокращение пружины.
Когда на стержень начинает действовать электрический ток, через него проходит сила, возникающая из-за магнитного поля, F_m = BIL, где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина стержня.
Так как на стержень действует две пружины, общая сила, вызванная удлинением обеих пружин, равна силе, возникающей из-за магнитного поля:
-2kx = BIL.
Для нахождения смещения стержня x, подставим в формулу известные значения:
2 * 50 * x = 20 * 10^(-3) * 100 * 1.
Решая это уравнение, получим:
100x = 2,
x = 0,02 м = 2 см.
Таким образом, положение равновесия стержня сместится на 2 см.
Вторая задача:
Мы имеем проводящий стержень, по которому протекает электрический ток силой 2 А. Когда включается вертикальное магнитное поле, стержень начинает двигаться. Мы должны найти ускорение стержня.
Сила, действующая на проводящий стержень, когда течет электрический ток в магнитном поле, задается формулой F_m = BIL, где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина стержня.
Уравнение движения стержня задается вторым законом Ньютона: F = ma, где F - сила, a - ускорение стержня, m - масса стержня.
Так как стержень двигается по горизонтальной поверхности, на которой нет трения, сила трения не учитывается. Также, известно, что масса стержня равна плотности материала проводника умноженной на площадь сечения и длину стержня: m = pSL, где p - плотность, S - площадь сечения, L - длина стержня.
Подставив значения в формулы, получим:
BIL = ma,
5,4 * 10^(-3) * 2 * 1 = (2,7 * 10^(3) * 1 * 10^(-6) * 1) * a.
Решая это уравнение, получим:
a = 20,4 м/с^(2).
Таким образом, стержень начнет движение с ускорением 20,4 м/с^(2).
Надеюсь, эти решения будут полезными для вас! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!
Первая задача:
Мы имеем массивный проводящий стержень, подвешенный на двух легких пружинах. Под действием магнитного поля, стержень сместится из положения равновесия. Нам нужно найти это смещение.
Для решения задачи, мы можем использовать закон Гука, который говорит о том, что удлинение или сокращение пружины прямо пропорционально силе, действующей на нее:
F = -kx,
где F - сила пружины, k - ее жесткость, x - удлинение или сокращение пружины.
Когда на стержень начинает действовать электрический ток, через него проходит сила, возникающая из-за магнитного поля, F_m = BIL, где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина стержня.
Так как на стержень действует две пружины, общая сила, вызванная удлинением обеих пружин, равна силе, возникающей из-за магнитного поля:
-2kx = BIL.
Для нахождения смещения стержня x, подставим в формулу известные значения:
2 * 50 * x = 20 * 10^(-3) * 100 * 1.
Решая это уравнение, получим:
100x = 2,
x = 0,02 м = 2 см.
Таким образом, положение равновесия стержня сместится на 2 см.
Вторая задача:
Мы имеем проводящий стержень, по которому протекает электрический ток силой 2 А. Когда включается вертикальное магнитное поле, стержень начинает двигаться. Мы должны найти ускорение стержня.
Сила, действующая на проводящий стержень, когда течет электрический ток в магнитном поле, задается формулой F_m = BIL, где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина стержня.
Уравнение движения стержня задается вторым законом Ньютона: F = ma, где F - сила, a - ускорение стержня, m - масса стержня.
Так как стержень двигается по горизонтальной поверхности, на которой нет трения, сила трения не учитывается. Также, известно, что масса стержня равна плотности материала проводника умноженной на площадь сечения и длину стержня: m = pSL, где p - плотность, S - площадь сечения, L - длина стержня.
Подставив значения в формулы, получим:
BIL = ma,
5,4 * 10^(-3) * 2 * 1 = (2,7 * 10^(3) * 1 * 10^(-6) * 1) * a.
Решая это уравнение, получим:
a = 20,4 м/с^(2).
Таким образом, стержень начнет движение с ускорением 20,4 м/с^(2).
Надеюсь, эти решения будут полезными для вас! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!