Металлический стержень массой 0,2 кг удерживают в покое в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл на гладких горизонтальных рельсах, находящихся на расстоянии 20 см друг от друга. Какой путь пройдёт стержень за 0,5 с после того, как его отпустят, если сила тока в стержне равна 10 А, а линии магнитной индукции направлены вертикально?
от

1 Ответ

дано:  
Масса стержня m = 0,2 кг  
Магнитная индукция B = 0,1 Тл  
Сила тока I = 10 А  
Расстояние между рельсами L = 20 см = 0,2 м  
Время t = 0,5 с  

найти:  
Путь, пройденный стержнем s  

решение:  
Сначала найдем силу Ампера F на стержень:  
F = B * I * L  

Подставим известные значения:  
F = 0,1 Тл * 10 A * 0,2 м  
F = 0,1 * 10 * 0,2  
F = 0,2 Н  

Теперь определим ускорение a стержня, используя второй закон Ньютона:  
F = m * a  
Отсюда:  
a = F / m  

Подставим известные значения:  
a = 0,2 Н / 0,2 кг  
a = 1 м/с²  

Теперь найдём путь s, пройденный стержнем за время t с использованием формулы для движения с постоянным ускорением:  
s = v0 * t + (1/2) * a * t²  

Поскольку стержень начинает движение из состояния покоя, начальная скорость v0 равна 0:  
s = 0 + (1/2) * a * t²  
s = (1/2) * 1 м/с² * (0,5 с)²  
s = (1/2) * 1 * 0,25  
s = 0,125 м  

ответ:  
Стержень пройдёт путь 0,125 м (или 12,5 см) за 0,5 с.
от