Определить площадь поперечного сечения короткой катушки, имеющей 100 витков если при силе тока 0,8а в однородном магнитном поле с индукцией 2мтл максимальный вращающий момент, действующий на катушку, равен м=1,6*10-3н*м
1) Изначально шар находится на некоторой высоте h1 с длиной нити l. Затем его опускают и в положении дальнейшего соударения с пулей шар имеет скорость V1. Запишем закон сохранения энергии:
Сокращаем m1. Рассмотрим cosα:
Откуда выводим h1:
Выводим из ЗСЭ V1, подставляя формулу для h1:
2) Закон сохранения импульса по горизонтали для пули и шара, спроецированный на некоторую ось ОХ, направленную в сторону движения пули, имеет вид:
,
где V1' - скорость шара после соударения с пулей. Выведем ее:
3) Закон сохранения энергии для шара после соударения с пулей:
Дано
N=100
I=0.8 A
В=2 мТл =2*10^-3 Тл
M=1.6*10^-3 Н*м
S -?
РЕШЕНИЕ
Один виток - это контур с током.
Вращающий момент , действующий на контур с током, определяют по формуле
M=B*I*S*sin(a) (1)
где В – магнитная индукция внешнего поля в Теслах;
I – ток контура в Амперах;
S – площадь проекции рамки на плоскость, перпендикулярную магнитным силовым линиям в квадратных метрах;
М – вращающий момент в Ньютон- метрах;
в катушке вектор индукции ПЕРПЕНДИКУЛЯРЕН плоскости витка sin(a)=1
количество витков N=100 , тогда формула (1) имеет вид
M= N *B*I*S*sin(a)
S= M / (N *B*I*sin(a) )= 1.6*10^-3 / ( 100 *2*10^-3*0.8*1)=0.01 м2=100см2
ответ 0.01 м2=100см2