Движение перемычки в магнитном поле
Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальном положении (см. рисунок). На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка прямоугольного поперечного сечения массой 370 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,025 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Какую горизонтальную силу нужно приложить к перемычке, чтобы двигать её с постоянной скоростью 2 м/с, если коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,2? Сопротивлением стержня пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальном положении (см. рисунок). На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка прямоугольного поперечного сечения массой 370 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,025 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Какую горизонтальную силу нужно приложить к перемычке, чтобы двигать её с постоянной скоростью 2 м/с, если коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,2? Сопротивлением стержня пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие силы действуют на перемычку в горизонтальном направлении при её равномерном движении?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте ЭДС движения $\mathcal{E}=Blv$, закон Ома $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R}$ и силу Ампера $F_\text{А}=BIl$. Сила трения равна $F_\text{тр}=\mu mg$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Индукционная сила сопротивляется движению: $F_\text{А}=\dfrac{B^2l^2v}{R}=0{,}8\ \text{Н}$. Поэтому приложенная сила равна $F=F_\text{тр}+F_\text{А}=\mu mg+\dfrac{B^2l^2v}{R}\approx1{,}5\ \text{Н}$.