Question

По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см течёт ток 10А Индукция магнитного поля, в которое помещён проводник равна 20мТл. Определите массу проводника, если сила тяжести уравновешивается силой Ампера

Answer 1

Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие формулы и законы:

1. Закон Ампера: сила магнитного поля, действующая на проводник, пропорциональна величине тока и длине проводника.
2. Формула для расчета силы магнитного поля: F = B * I * L * sin(α), где F - сила магнитного поля, B - индукция магнитного поля, I - величина тока, L - длина проводника, α - угол между магнитным полем и проводником.
3. Формула для расчета веса объекта: Fг = m * g, где Fг - сила тяжести, m - масса объекта, g - ускорение свободного падения.

Шаг 1: Найдем перпендикулярную составляющую индукции магнитного поля, с которой взаимодействует проводник. В данном случае, угол между магнитным полем и проводником равен 90°, поэтому sin(α) = 1.

F = B * I * L * sin(α)
F = 0.02 Тл * 10 А * 0.2 м * 1
F = 0.04 Н

Шаг 2: Теперь используем второй закон Ньютона для определения массы проводника. По закону Ньютона, сила равна произведению массы объекта на его ускорение. В данном случае, движение проводника отсутствует, значит, его ускорение равно нулю. Следовательно, F = 0.

F = Fг
0.04 Н = m * 9.8 м/с²
m = 0.04 Н / 9.8 м/с²
m ≈ 0.00408 кг (округляем до четырех знаков после запятой)

Ответ: Масса проводника примерно равна 0.00408 кг.