Для начала рассмотрим силы, действующие на пластину. У нас имеется три силы: F₁, F₂ и F₃. F₁ и F₂ действуют по диагонали прямоугольника, а F₃ действует по горизонтали.
Для того чтобы увидеть, есть ли равнодействующая сил на пластину, нужно сложить все векторные силы вместе, используя метод параллелограмма. Для этого нарисуем векторы F₁ и F₂ так, чтобы их концы соединялись с началом F₃. Образовавшийся параллелограмм имеет диагональ, которая и будет равнодействующей силы.
В нашем случае, поскольку F₁ = F₂ = 17 H, мы можем представить F₁ и F₂ как две стороны квадрата. Так как две соседние стороны квадрата образуют угол 90 градусов, соединение начала F₃ с концом F₁ и F₂ образует прямоугольный треугольник.
Далее, используя теорему Пифагора, мы можем найти длину диагонали, которая равна равнодействующей силы. В нашем случае, применение теоремы Пифагора к прямоугольному треугольнику даёт нам √(17² + 17²) = √(2 * 17²) = 17√2 H.
Таким образом, мы видим, что длина диагонали параллелограмма (равнодействующая сила) равна 17√2 H, что означает наличие этих сил.
Теперь давайте рассмотрим начальный характер движения пластины под действием этих сил из неподвижного состояния. У нас есть две равных по величине силы F₁ и F₂, которые действуют под углами 45 градусов к плоскости пластины. Их векторная сумма (равнодействующая сила) имеет направление под углом 45 градусов к F₃. То есть, пластина будет двигаться вдоль диагонали прямоугольника, образованного F₁ и F₂.
Так как F₃ действует горизонтально, пластина также будет двигаться параллельно горизонтальной оси, но с некоторой наклонной составляющей, обусловленной действием F₁ и F₂. Движение будет происходить в направлении от начала F₃ к его концу, так как равнодействующая сила направлена в эту сторону.
В итоге, пластина будет двигаться по диагонали прямоугольника, образованного F₁ и F₂, и при этом будет иметь горизонтальную составляющую из-за действия F₃.
1) Индукция поля внутри контура может быть найдена с помощью формулы Ф = B * S, где Ф - магнитный поток, B - индукция поля, S - площадь контура. В данном случае магнитный поток равен 0,3 мВб, площадь контура равна произведению длины и ширины рамки - 9 см * 4 см = 36 см² = 0,0036 м². Подставляем в формулу и находим B: Ф = B * S => 0,3 мВб = B * 0,0036 м² => B = 0,3 мВб / 0,0036 м² ≈ 83,33 Тл. Ответ округляем до сотых, поэтому B ≈ 83,33 Тл.
2) Сила, действующая на проводник, может быть найдена с помощью формулы F = B * I * l, где F - сила, B - индукция поля, I - сила тока, l - длина активной части проводника. В данном случае индукция поля равна 14 мТл = 0,014 Тл, сила тока равна 38 А, длина активной части проводника равна 7 см = 0,07 м. Подставляем в формулу и находим F: F = B * I * l = 0,014 Тл * 38 А * 0,07 м = 0,03724 Н. Ответ округляем до тысячных, поэтому F ≈ 0,037 Н.
3) Сила тока может быть найдена с помощью формулы F = B * I * l, где F - сила, B - индукция поля, I - сила тока, l - длина активной части проводника. В данном случае индукция поля равна 13 Тл, сила равна 0,8 кН = 800 Н, длина активной части проводника равна 83 см = 0,83 м. Подставляем в формулу и находим I: F = B * I * l => 800 Н = 13 Тл * I * 0,83 м => I = 800 Н / (13 Тл * 0,83 м) ≈ 60,24 А. Ответ округляем до десятых, поэтому I ≈ 60,2 А.
4) Индукция поля внутри контура может быть найдена с помощью формулы Ф = B * S, где Ф - магнитный поток, B - индукция поля, S - площадь контура. Данные в этом вопросе повторяют данные из вопроса 1, поэтому ответ будет таким же: B ≈ 83,33 Тл.
5) Для нахождения наибольшего и наименьшего значений силы используем формулу F = B * I * l. В данном случае индукция поля равна 1,7 Тл, длина проводника равна 0,1 м, сила тока равна 7 А. Подставляем значения в формулу и найдем наибольшую и наименьшую силу: F_max = 1,7 Тл * 7 А * 0,1 м = 1,19 Н, F_min = 1,7 Тл * 7 А * (-0,1 м) = -1,19 Н. Ответ: наибольшее значение силы - 1,19 Н, наименьшее значение силы - (-1,19 Н), то есть 1,19 Н.
6) Для определения перпендикулярности направления тока и направления вектора магнитной индукции используем закон Лоренца, который гласит, что сила, действующая на проводник, равна произведению площади контура, силы тока и индукции поля и синусу угла между направлением тока и индукцией поля. В данном случае сила равна 0,07 Н, магнитная индукция равна 0,2 Тл, сила тока равна 6 А, длина проводника равна 54 см = 0,54 м. Подставляем значения и находим силу: F = B * I * l * sin(90°) = 0,2 Тл * 6 А * 0,54 м * sin(90°) = 0,07 Н. Максимальная сила, действующая на проводник в этом поле, равна 0,07 Н. Направление тока и направление вектора магнитной индукции перпендикулярны.
7) Сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна произведению силы тока, длины проводника и индукции поля. Для этого проводника сила равна силе тяжести, поэтому можем использовать формулу F = m * g, где F - сила, m - масса проводника, g - ускорение свободного падения. В данном случае сила тока равна 2 А, длина проводника равна 28 см = 0,28 м, масса проводника равна 12 г = 0,012 кг, ускорение свободного падения равно 10 м/с². Подставляем значения и находим индукцию магнитного поля: F = I * l * B = m * g => 2 А * 0,28 м * B = 0,012 кг * 10 м/с² => B = (0,012 кг * 10 м/с²) / (2 А * 0,28 м) ≈ 0,042857 Тл ≈ 0,043 Тл. Ответ округляем до тысячных, поэтому B ≈ 0,043 Тл.
8) Площадь контура может быть найдена с помощью формулы Ф = B * S, где Ф - магнитный поток, B - индукция поля, S - площадь контура. В данном случае магнитный поток равен 0,8 Вб, индукция поля равна 0,1 Тл. Подставляем значения и находим площадь контура: Ф = B * S => 0,8 Вб = 0,1 Тл * S => S = 0,8 Вб / 0,1 Тл = 8 м². Ответ: S = 8 м².
9) Сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна произведению индукции поля, силы тока и длины проводника. В данном случае сила равна 9 Н, сила тока равна 1,8 А, длина проводника равна 0,5 м. Подставляем значения и находим индукцию магнитного поля: F = B * I * l => 9 Н = B * 1,8 А * 0,5 м => B = 9 Н / (1,8 А * 0,5 м) = 10 Тл. Ответ округляем до десятых, поэтому B = 10 Тл.
10) Сила, действующая на проводник, может быть найдена с помощью формулы F = B * I * l, где F - сила, B - индукция поля, I - сила тока, l - длина активной части проводника. В данном случае индукция поля равна 18 мТл = 0,018 Тл, сила тока равна 49 А, длина активной части проводника равна 8 см = 0,08 м. Подставляем в формулу и находим F: F = B * I * l = 0,018 Тл * 49 А * 0,08 м = 0,07056 Н. Ответ округляем до тысячных, поэтому F ≈ 0,071 Н.
Чтобы найти путь надо скорость умножить на время
S=Vt, т.к 20мин=одна третья часа, то
S=60км/ч*1/3=20км