Яка повинна бути індукція магнітного поля, у яке потрібно помістити горизонтально розміщений провідник довжиною 20
Яка повинна бути індукція магнітного поля, у яке потрібно помістити горизонтально розміщений провідник довжиною 20 см і масою 4 г, щоб сила тяжіння була урівноважена силою ампера?
Морж 44
Щоб вирішити цю задачу, спочатку необхідно зрозуміти, яка дія впливає на провідник і які сили діють на нього.При горизонтальному розміщенні провідника, на нього діє сила тяжіння і сила ампера. Сила тяжіння (F_тяж) визначається вагою тіла і може бути обчислена за формулою:
\[F_тяж = m \cdot g,\]
де m - маса тіла, а g - прискорення вільного падіння, яке в нашому випадку дорівнює 9,8 м/с^2.
Велику кількість іншого тексту, який може бути потрібний для виконання пояснення, уже можна знайти в підручнику. Моя мета - надати позначення та зрозуміле пояснення, але не повторювати підручник.
Тепер давайте дізнаємося, як визначити силу ампера, яка діє на провідник.
Сила, яка діє на провідник, який знаходиться в магнітному полі, називається силою Лоренца (F_Лор). Вона визначається наступною формулою:
\[F_Лор = B \cdot I \cdot l,\]
де B - індукція магнітного поля, I - струм, що протікає через провідник, l - довжина провідника.
Ми шукаємо значення B, необхідне для урівноваження сили тяжіння, тому зрівняємо дві сили:
\[F_тяж = F_Лор.\]
Підставимо відомі значення сил в це рівняння:
\[m \cdot g = B \cdot I \cdot l.\]
Тепер можемо виразити B:
\[B = \frac{m \cdot g}{I \cdot l}.\]
Отже, ми отримали, що індукція магнітного поля повинна бути рівною виразу \(\frac{m \cdot g}{I \cdot l}\), де m - маса провідника, g - прискорення вільного падіння, I - струм, що протікає через провідник, l - довжина провідника.
Наприклад, якщо маса провідника дорівнює 4 г (або 0,004 кг), довжина провідника - 20 см (або 0,2 м), а сила тяжіння повинна бути урівноважена силою ампера, тоді ми можемо підставити ці значення в формулу і отримати відповідь.