На протяжении 15 секунд проводник движется по замкнутым проводящим рельсам в однородном магнитном поле с индукцией

  • 54
На протяжении 15 секунд проводник движется по замкнутым проводящим рельсам в однородном магнитном поле с индукцией 15 Тл. Скорость проводника составляет 15 м/с. Необходимо определить работу, выполненную при перемещении проводника, и развиваемую при этом мощность. При этом проводник расположен под углом 30° к линиям индукции, сила тока в проводнике равна 10 А, а его длина -
Летучий_Демон
70
Для определения работы, выполненной при перемещении проводника в магнитном поле, мы можем использовать формулу:

\[W = q \cdot \vec{F} \cdot \vec{s}\]

где \(W\) - работа, \(q\) - заряд, \(\vec{F}\) - сила, \(\vec{s}\) - перемещение.

Заряд проводника можно найти, умножив силу тока на время:

\[q = I \cdot t\]

где \(I\) - сила тока, \(t\) - время.

Перемещение проводника можно найти, умножив его скорость на время:

\[\vec{s} = \vec{v} \cdot t\]

где \(\vec{v}\) - скорость проводника, \(t\) - время.

Теперь, когда у нас есть все значения, мы можем рассчитать работу:

\[W = (I \cdot t) \cdot \vec{F} \cdot (\vec{v} \cdot t)\]

В данной задаче нам даны следующие значения:
\(\vec{F}\) - сила, действующая на проводник в магнитном поле, которую можно найти, используя формулу:

\[\vec{F} = q \cdot \vec{v} \times \vec{B}\]

где \(\vec{B}\) - индукция магнитного поля.

Сначала найдем силу, действующую на проводник:

\[\vec{F} = (I \cdot t) \cdot \vec{v} \times \vec{B}\]

\(\vec{F}\) = (10 А) * (15 с) * (15 м/с) * (15 Тл) = 3375 Н

Теперь, используя найденное значение силы, мы можем найти работу:

\[W = (10 А) \cdot (15 с) \cdot 3375 Н = 506250 Дж\]

Таким образом, работа, выполненная при перемещении проводника, составляет 506250 Дж.

Для определения развиваемой при этом мощности, мы можем использовать следующую формулу:

\[P = \frac{W}{t}\]

где \(P\) - мощность, \(W\) - работа, \(t\) - время.

Так как в задаче указано время, равное 15 секунд, мы можем найти мощность:

\[P = \frac{506250 Дж}{15 с} = 33750 Вт\]

Таким образом, мощность, развиваемая при перемещении проводника, составляет 33750 Вт.