Если в однородном магнитном поле расположить в вертикальном положении рамку и пропустить по ней ток, тогда вокруг проводника возникнет электромагнитное поле, которое будет взаимодействовать с полюсами магнитов. От одного рамка будет отталкиваться, а к другому притягиваться.
В результате рамка повернется в горизонтальное положения, в котором будет нулевым воздействие магнитного поля на проводник. Для того что бы вращение продолжилось необходимо добавить еще одну рамку под углом или изменить направление тока в рамке в подходящий момент.
На рисунке это делается при двух полуколец, к которым примыкают контактные пластины от батарейки. В результате после совершения полуоборота меняется полярность и вращение продолжается.
В горизонтальном направлении действуют две силы:
F – сила, с которой двигают ящик
Fтр – сила трения, направленная против движения
По закону Амонтона-Кулона:
Fтр = μ*N
μ – коэффициент трения скольжения
N = m*g – сила реакции опоры.
Fтр = μ*m*g
Ящик движется равномерно, поэтому сумма действующих на него сил равна 0, то есть модули противоположно направленных сил F и Fтр равны между собой:
F = Fтр
F = μ* m*g
Работа силы F при перемещении ящика на расстояние s:
A = F*s
A = μ*m*g*s
s = A / (μ*m*g)
s = 4,5 кДж / (0,15 * 100 кг *10 Н/кг)
s = 30 м
ответ: 30 м
= 9.11*10^-31/1.6*10^-19 ( (3*10^7)^2 - (10^7)^2 ) = 4555 B