Стержень длиной 20 см подвешен на тонких проводах. На какую высоту подпрыгнет стержень, помещенный в магнитное поле с индукцией 5 Тл, направленное горизонтально, если через него пропустить ток 15 А в течение 1 мс. Масса стержня 100 г.




Условие кривое. То, что поле направлено горизонтально - хорошо! А еще лучше бы знать взаимное  расположение стержня и направления вектора магнитной индукции и направление тока.  От этого зависит результат! Стержень может подпрыгнуть, а может и  попытаться нырнуть вниз, куда его не будет пускать подвеска.

В случае, если поле однородное, угол составляет 90 градусов, то :

Путь при равноускоренном движении:   $h=\frac{at^2}{2}$         


Ускорение по  второму закону Ньютона равно равнодействующей силе, деленной на массу:

$a=\frac{F}{m}=\frac{IBL\sin\alpha-mg}{m}$           (1)

$h=\frac{(IBL\sin\alpha-mg)t^2}{2m}$

$h=\frac{(15*5*0,2*\sin 90^{\circ}-0,1*10)(1*10^{-3})^2}{2*0,1}=70*10^{-6}$   м

Однако, после окончания прохождения тока стержень продолжит движение по инерции. По сути - как тело брошенное вверх с начальной скоростью.

$H_{max}=\frac{v^2}{g}$       (2)

$v=at$         Далее все понятно.  (1) умножьте на t, получите скорость.  Подставьте ее в (2)

Искомая высота будет равна  $h+H_{max}$

Комментарии