Дано:
- Индукция магнитного поля B = 0,05 Тл
- Предельная нагрузка на нитях F_n = 0,1 Н (на каждую нить)
- Масса проводника m = 10 г = 0,01 кг
- Длина проводника L = 20 см = 0,2 м
Найти: силу тока I в проводнике, при которой нити оборвутся.
Решение:
1. Найдём силу тяжести, действующую на проводник:
F_g = m * g,
где g ≈ 9,81 м/с².
F_g = 0,01 кг * 9,81 м/с² = 0,0981 Н.
2. Силу, которую могут выдержать две нити, рассчитываем следующим образом:
F_total = 2 * F_n,
F_total = 2 * 0,1 Н = 0,2 Н.
3. Для того чтобы нити оборвались, сила Ампера должна превысить или уравновесить общую силу, действующую на проводник. То есть:
F_m = F_total - F_g.
4. Подставим значения:
F_m = 0,2 Н - 0,0981 Н = 0,1019 Н.
5. Рассчитаем силу Ампера по формуле:
F_m = B * I * L.
6. Теперь подставим известные значения и решим уравнение для I:
0,1019 Н = 0,05 Тл * I * 0,2 м,
I = 0,1019 Н / (0,05 Тл * 0,2 м) = 0,1019 / 0,01 = 10,19 А.
Ответ:
Сила тока в проводнике, при которой нити оборвутся, равна 10,19 А.