Дано:
- Магнитная индукция B = 5 мТл = 0,005 Тл
- Масса 1 см провода m = 0,1 г = 0,0001 кг
- Длина провода L = 1 см = 0,01 м
Найти: значение силы тока I, при котором сила Ампера уравновешивает силу тяжести.
Решение:
1. Найдём силу тяжести, действующую на 1 см провода:
F_g = m * g,
где g ≈ 9,81 м/с².
F_g = 0,0001 кг * 9,81 м/с² = 0,000981 Н.
2. Сила Ампера, действующая на проводник в магнитном поле, вычисляется по формуле:
F_m = B * I * L.
3. Для равновесия сил (чтобы сила Ампера уравновесила силу тяжести) необходимо, чтобы F_m = F_g:
B * I * L = F_g.
4. Подставим известные значения и решим уравнение для I:
0,005 Тл * I * 0,01 м = 0,000981 Н,
I = 0,000981 Н / (0,005 Тл * 0,01 м) = 0,000981 / 0,00005 = 19,62 А.
Ответ:
Сила тока в проводе, при которой действующая на него сила Ампера уравновешивает силу тяжести, равна 19,62 А.