Яка сила повинна бути застосована до провідника, щоб він почав ковзати по рейках у напрямку, протилежному до напрямку
Яка сила повинна бути застосована до провідника, щоб він почав ковзати по рейках у напрямку, протилежному до напрямку сили ампера, у вертикальному однорідному магнітному полі з індукцією 0,2 тл, якщо його маса становить 400 г, довжина 30 см, і коефіцієнт тертя складає 0,2?
Kotenok 34
Щоб почати розв"язування цієї задачі, нам потрібно використовувати закон Ньютона про силу тертя.Перш ніж приступити до обчислень, переведемо масу провідника в кілограми, щоб використовувати метричну систему одиниць. Маса провідника складає 400 г, що дорівнює 0,4 кг.
Тепер ми можемо визначити силу тертя за формулою:
\[F_{тр} = \mu \cdot F_{н}\]
де \(F_{тр}\) - сила тертя, \(\mu\) - коефіцієнт тертя, \(F_{н}\) - нормальна сила.
Нормальна сила - це сила, яка діє перпендикулярно до поверхні контакту. В даному випадку, Нормальна сила \(F_{н}\) дорівнює масі провідника, помноженій на прискорення вільного падіння \(g\):
\[F_{н} = m \cdot g\]
де \(m\) - маса провідника, \(g\) - прискорення вільного падіння.
Прискорення вільного падіння на Землі приблизно дорівнює 9,8 м/с². Тож підставимо відповідні значення:
\[F_{н} = 0,4 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 3,92 \, \text{Н}\]
Тепер ми можемо обчислити силу тертя:
\[F_{тр} = 0,2 \cdot 3,92 \, \text{Н} = 0,784 \, \text{Н}\]
Отже, сила тертя на рейках становить 0,784 Н (ньютони).
Щоб почати ковзати у напрямку, протилежному до напрямку сили Ампера, ми повинні застосувати силу, яка превищує силу тертя. Тому сила, необхідна для початку руху, становить більше або рівно 0,784 Н.