Дано:
- длина стержня L = 0,1 м
- ток I = 5 А
- коэффициент трения μ = 0,1
- масса стержня m = 0,5 кг
- g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения)
Найти:
- индукцию магнитного поля B, при которой стержень начнет двигаться.
Решение:
1. Сначала найдем силу тяжести стержня:
F_t = m * g
F_t = 0,5 * 9,81 = 4,905 Н
2. Рассчитаем силу трения F_tr, которая будет действовать на стержень. Она вычисляется по формуле:
F_tr = μ * F_n, где F_n - нормальная сила.
В данном случае F_n = F_t, значит:
F_tr = μ * F_t
F_tr = 0,1 * 4,905 = 0,4905 Н
3. Чтобы стержень начал двигаться, магнитная сила F_m должна превышать силу трения:
F_m > F_tr
4. Магнитная сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется формулой:
F_m = I * L * B
5. Подставим известные значения и составим неравенство:
I * L * B > F_tr
5 * 0,1 * B > 0,4905
6. Упростим это неравенство:
0,5 * B > 0,4905
B > 0,4905 / 0,5
B > 0,981 Тл
Ответ:
Индукция магнитного поля должна быть больше 0,981 Тл, чтобы стержень начал двигаться.