Дано:
- Масса стержня m = 200 г = 0,2 кг
- Расстояние между рельсами L = 20 см = 0,2 м
- Магнитная индукция B = 0,1 Тл
- Сила тока I = 10 А
- Время t = 0,5 с
Найти: путь s, который пройдет стержень за 0,5 с.
Решение:
1. Сначала найдем силу, действующую на стержень в магнитном поле. Сила, действующая на проводник в магнитном поле, определяется формулой:
F = B * I * L.
Подставим известные значения:
F = 0,1 Тл * 10 А * 0,2 м.
F = 0,1 * 10 * 0,2 = 0,2 Н.
2. Теперь найдём ускорение стержня, используя второй закон Ньютона:
a = F / m.
Подставим найденную силу и массу:
a = 0,2 Н / 0,2 кг.
a = 1 м/с².
3. Теперь можно определить путь, который стержень пройдет за время t. Используем уравнение движения с постоянным ускорением:
s = v0 * t + (1/2) * a * t².
Начальная скорость v0 = 0, поскольку стержень отпускается из состояния покоя:
s = 0 * 0,5 + (1/2) * 1 * (0,5)².
s = 0 + 0,5 * 1 * 0,25.
s = 0,125 м.
Ответ:
Стержень пройдет путь 0,125 м за 0,5 с после того, как его отпустят.