Яка сила потрібна та в якому напрямку треба додати до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно, якщо маємо
Яка сила потрібна та в якому напрямку треба додати до проводу, щоб він рухався рівномірно прямолінійно, якщо маємо прямий провід, довжиною 25 см та масою 100 г, через який протікає струм з силою 10 А, і який знаходиться на горизонтальній поверхні, перпендикулярно до ліній індукції однорідного магнітного поля з індукцією 0,2 Тл, враховуючи, що коефіцієнт тертя становить 0,1?
Lyalya 27
Щоб визначити силу, яка потрібна для руху проводу рівномірно прямолінійно, ми можемо скористатися законом Ерстеда-Ленца та законом Ньютона.Закон Ньютона говорить, що сума всіх сил, діючих на тіло, дорівнює масі тіла, помноженій на прискорення. В нашому випадку, провід рухається рівномірно прямолінійно, тому прискорення рівне нулю. Тому, сила потрібна для руху проводу дорівнює силі тертя.
Формула для тертя звучить як:
\[F_{\text{тер}} = \mu \cdot m \cdot g\]
де
\(F_{\text{тер}}\) - сила тертя,
\(\mu\) - коефіцієнт тертя,
\(m\) - маса проводу,
\(g\) - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).
У нашому випадку, маса проводу \(m\) дорівнює 100 г, що виражено у кілограмах:
\[m = 100 \, \text{г} = 0,1 \, \text{кг}\]
Тепер підставимо відомі значення до формули для тертя:
\[F_{\text{тер}} = 0,1 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с²} \times 0,1\]
\[F_{\text{тер}} = 0,098 \, \text{Н}\]
Таким чином, сила тертя, яка потрібна для руху проводу рівномірно прямолінійно, дорівнює 0,098 Н.
Тепер розглянемо напрямок, в якому потрібно додати цю силу до проводу. Враховуючи, що коефіцієнт тертя становить 0,1, сила тертя буде діяти в протилежному напрямку до руху проводу. Тому, щоб провід рухався рівномірно прямолінійно, ми повинні прикласти силу з протилежним напрямком до сили тертя, тобто в напрямку руху проводу.
Отже, потрібна сила дорівнює 0,098 Н і має бути прикладена в напрямку руху проводу.