Задача по физике Квадратная проволочная рамка со стороной a=10 см расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке течет ток I1=1А, по проводу течет ток I2=500 мА. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии b=50 см.
Задача по физике Квадратная проволочная рамка со стороной a=10 см расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке течет ток I1=1А, по проводу течет ток I2=500 мА. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии b=50 см.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения задачи воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа. Сила, действующая на элементарный участок рамки dl, можно выразить следующим образом:
dF = I1I2d l*sin(α)/(2πr)
где d l - элементарный участок провода, r - расстояние между элементарным участком провода и элементарным участком рамки, α - угол между вектором тока и вектором расстояния между элементарным участком провода и элементарным участком рамки.
Сила, действующая на всю рамку, равна сумме всех таких сил:
F = ∫dF
F = ∫I1I2sin(α)*dl/(2πr)
Так как на элементарный участок рамки действует сила, направленная перпендикулярно к элементарному участку, угол между вектором тока и вектором расстояния α = 90°, поэтому sin(α) = 1.
r = b - a/2
F = I1I2/2π ∫dl/(b - a/2)
F = I1I2/2π ln((b+a/2)/(-a/2))
Подставим значения:
F = 1A 0.5A / 2π ln((0.5m+0.05m)/(-0.05m))
F ≈ 0.25/2π * ln(0.55/0.05)
F ≈ 0.03922 Н
Итак, сила, действующая на рамку, составляет примерно 0.03922 Н.