Если я правильно понимаю, что а - это длина стороны рамки, как если бы она была квадратом, то:
Дано:
B = 0,017 Тл
I = 2 A
a = 0,3 м
Fa - ?
Укажем направление осей X и Y.
Рассмотрим отдельно вертикальные и горизонтальные составные части проводника. По правилу левой руки определим направление силы Ампера для каждой из частей:
Fa1 - направлена против оси Y
Fa2 - направлена по оси X
Fa3 - направлена по оси Y
Fa4 - направлена против оси X
Распишем модуль каждой силы в соответствии с законом Ампера:
Fa = I*B*L*sinα
Fa1 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Fa2 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa3 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa4 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Найдём равнодействующие сил для каждой из осей:
оХ: Fax = Fa2 - Fa4 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
oY: Fay = Fa3 - Fa1 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
Очевидно, что равнодействующая всех сил Ампера направлена под углом в 45° и сонаправлена осям, т.к. горизонтальная и вертикальная равнодействующие равны. При равенстве катетов прямоугольный треугольник получается равнобедренным, а в равнобедренном углы при основании (результирующий вектор) равны. Сумма углов треугольника равна 180°. Между вертикальной и горизонтальной равнодействующей угол в 90°. Тогда углы при основании равны: 2х = 180 - 90 = 90 => 2x = 90 => x = 45°. Найдём результирующую силу Ампера, действующую на проводник:
ответ: 48 || 46
Объяснение:
По формуле, которую я нашел в интернете:
Fпод = Fа - Fтяж
Fа = Pвоздух * Vт * g
Fтяж = Pгаз * g * Vт
Fпод = (Pвоздух - Pгаз) * g * Vт
Fпод = (1,29 - 0.09) * 10 * 4 = 1,2 * 10 * 4 = 12 * 4 = 48
Fа - Сила Архимеда
Fпод - Подъемная сила
Fтяж - Сила тяжести
Pвоздух - Плотность воздуха
Pгаз - Плотность газа, который находится внутри шара
Vт - Объем тела
g - коэффициент
Но, предупреждаю, учитель может что-то сделать не так, и почему-то ответ будет не 48, а 46 (так случилось со мной).
Если я правильно понимаю, что а - это длина стороны рамки, как если бы она была квадратом, то:
Дано:
B = 0,017 Тл
I = 2 A
a = 0,3 м
Fa - ?
Укажем направление осей X и Y.
Рассмотрим отдельно вертикальные и горизонтальные составные части проводника. По правилу левой руки определим направление силы Ампера для каждой из частей:
Fa1 - направлена против оси Y
Fa2 - направлена по оси X
Fa3 - направлена по оси Y
Fa4 - направлена против оси X
Распишем модуль каждой силы в соответствии с законом Ампера:
Fa = I*B*L*sinα
Fa1 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Fa2 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa3 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa4 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Найдём равнодействующие сил для каждой из осей:
оХ: Fax = Fa2 - Fa4 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
oY: Fay = Fa3 - Fa1 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
Очевидно, что равнодействующая всех сил Ампера направлена под углом в 45° и сонаправлена осям, т.к. горизонтальная и вертикальная равнодействующие равны. При равенстве катетов прямоугольный треугольник получается равнобедренным, а в равнобедренном углы при основании (результирующий вектор) равны. Сумма углов треугольника равна 180°. Между вертикальной и горизонтальной равнодействующей угол в 90°. Тогда углы при основании равны: 2х = 180 - 90 = 90 => 2x = 90 => x = 45°. Найдём результирующую силу Ампера, действующую на проводник:
Fa = √(Fax² + Fay²) = √(I²*B²*a²/2² + I²*B²*a²/2²) = √(2*I²*B²*a²/2²) = I*B*a/√2 = 2*0,017*0,3/√2 = 0,0072124... = 0,007 Н = 7 мН
ответ: 7 мН, направлена под углом 45°.