Прямий відрізок дроту довжиною 50 см і масою 50 г підвішений горизонтально на нитках у однорідному магнітному полі з індукцією 100 мТл. Якої сили струм потрібно пропустити по провіднику, щоб сила натягу ниток а) збільшилася в 2 рази; б) зменшилася в 2 рази?

Ответ:

Спочатку розглянемо, як змінюється сила натягу ниток при збільшенні і зменшенні сили струму.

Сила натягу ниток визначається за формулою:

F = B * I * L,

де F - сила натягу, B - індукція магнітного поля, I - сила струму, L - довжина провідника.

У нашому випадку B = 100 мТл, L = 50 см = 0,5 м, маса дроту 50 г = 0,05 кг.

Отже, сила натягу при поточному стані:

F = 0,1 Тл * I * 0,5 м = 0,05 * I Н.

а) Збільшимо силу натягу в 2 рази:

2 * 0,05 * I = 0,1 * I Н.

Тепер ми знаємо нову силу натягу. Ми також знаємо, що сила натягу пропорційна квадрату сили струму:

0,1 * I = k * I^2.

де k - деяка константа.

Тепер знайдемо силу струму, при якій сила натягу збільшиться в 2 рази:

0,1 * I = k * I^2,

0,1 * I = 2 * k * I^2,

k * I^2 = 0,05 * I,

k * I = 0,05,

I = 0,05 / k.

б) Зменшимо силу натягу в 2 рази:

0,05 / 2 = 0,025 кг * g,

де g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с^2).

0,025 кг * 9,8 м/с^2 = 0,245 Н.

Отже, сила натягу в цьому випадку буде 0,245 Н.

Объяснение: