Завдання 6, § 12. Сила Ампера — ГДЗ Фізика 9 клас Бар’яхтар В. Г.

Завдання 6

Аналіз руху стрижня та знаходження коефіцієнта тертя

Стрижень масою $m = 5 г$ лежить горизонтально на рейках у вертикальному магнітному полі ( $B = 25 мТл$ ). Довжина активної частини $l = 10 см$ . а) Визначити напрямок руху при замиканні кола. б) Знайти коефіцієнт тертя $μ$ , якщо при струмі $I = 5 А$ рух рівномірний.

Розв’язання

Переводимо одиниці в СІ: $m = 0, 005 кг$ , $B = 25 мТл = 0, 025 Тл$ , $l = 0, 1 м$ .
Визначаємо напрямок руху: Магнітне поле вертикальне (наприклад, вниз). Розташуємо ліву руку долонею вниз, чотири пальці вказують на напрямок струму (який ми ще не знаємо, але сила має відштовхнути стрижень). Оскільки провідник лежить горизонтально, сила Ампера буде спрямована вздовж рейок.
Знаходимо силу Ампера: $F_{A} = B I l sin 9 0^{\circ} = 0, 025 \cdot 5 \cdot 0, 1 \cdot 1 = 0, 0125 Н$ .
Знаходимо силу тяжіння: $F_{тяж} = m g = 0, 005 \cdot 10 = 0, 05 Н$ . Оскільки провідник лежить на рейках, нормальна сила $N = F_{тяж} = 0, 05 Н$ .
При рівномірному русі $F_{A} = F_{тер} = μ N$ . Звідси $μ = \frac{F _{A}}{N} = \frac{0 , 0125}{0 , 05} = 0, 25$ .

Відповідь:

а) Стрижень рухатиметься вздовж рейок у напрямку сили Ампера (напрямок залежить від полярності джерела струму на схемі); б) коефіцієнт тертя $μ = 0, 25$ .

Розбір зрозумілий?

§ 12. Сила Ампера Завдання 6 с. 91

Аналіз руху стрижня та знаходження коефіцієнта тертя

Умова

Що треба знати

Сила Ампера діє горизонтально, оскільки поле вертикальне. Рівномірний рух означає, що сила Ампера дорівнює силі тертя ( $F_{A} = F_{тер}$ ). Сила тертя $F_{тер} = μ N$ , де $N = m g$ .

💡 Підказка — спробуй спершу сам

а) Використовуйте правило лівої руки для визначення напрямку сили. б) При рівномірному русі сума сил дорівнює нулю, тому сила Ампера компенсується силою тертя.

Розв’язання крок за кроком

Переводимо одиниці в СІ: $m = 0, 005 кг$ , $B = 25 мТл = 0, 025 Тл$ , $l = 0, 1 м$ .
Визначаємо напрямок руху: Магнітне поле вертикальне (наприклад, вниз). Розташуємо ліву руку долонею вниз, чотири пальці вказують на напрямок струму (який ми ще не знаємо, але сила має відштовхнути стрижень). Оскільки провідник лежить горизонтально, сила Ампера буде спрямована вздовж рейок.
Знаходимо силу Ампера: $F_{A} = B I l sin 9 0^{\circ} = 0, 025 \cdot 5 \cdot 0, 1 \cdot 1 = 0, 0125 Н$ .
Знаходимо силу тяжіння: $F_{тяж} = m g = 0, 005 \cdot 10 = 0, 05 Н$ . Оскільки провідник лежить на рейках, нормальна сила $N = F_{тяж} = 0, 05 Н$ .
При рівномірному русі $F_{A} = F_{тер} = μ N$ . Звідси $μ = \frac{F _{A}}{N} = \frac{0 , 0125}{0 , 05} = 0, 25$ .

Відповідь:

Розбір зрозумілий?