Question

Jaka masę ma przewodnik z prądem o natężeniu 1 A
i długości 10 cm umieszczony w polu magnetycznym
o indukcji 20 T, jeśli unosi się swobodnie nieruchomo
w powietrzu. Siłę wyporu powietrza pomijamy

Answer 1

Na przewodnik z pradem o długości l w którym płynie prąd o natęzeniu I umieszczony w polu magnetycznym o indukcji B działa siła Lorentza Fl

Fl = I*B*l*sin(alfa)

kąt alfa jest kątem między wektorem B oraz wektorem Il - wektor Il ma kierunek przewodnika i zwrot określany przez kierunek przepływu prądu.

W zadaniu brakuje danych pozwalających okreslić kąt alfa.

Przyjmuję, że wektory B i Il są prostopadłe - sin(alfa) = 1

Fl = I*B*l

Ponadto na przewodnik działa siła ciężkości

Fc = m*g

m - masa przewodnika

g - przyspieszenie ziemskie.

Ponieważ przewodnik unosi się nieruchome siła wypadkowa Fw = 0

Fw = m*g - I*B*l = 0

m = I*B*l/g

I = 1 A

B = 20 T

l = 10 cm = 0,1 m

g = 10 m/(s*s)

m = 1*20*0,1/10 = 0,2 [kg]