В плоскости, перпендикулярной магнитному полю напряженностью 111 А/м, вращается прямолинейный проводник длиной 0,8 м относительно оси, проходящей через конец проводника. По проводнику пропускают ток силой 6 А, угловая скорость вращения проводника 50 с-1. Определить работу вращения проводника за 10 мин.
Для определения работы вращения проводника за 10 минут найдем работу, выполненную за одно вращение, а затем умножим на количество полных вращений за 10 минут.
Работа, выполненная за одно вращение проводника:
Определим момент силы, действующий на проводник в магнитном поле: М = I l B * sin(α), где I - сила тока, l - длина проводника, B - напряженность магнитного поля, α - угол между направлением тока и направлением магнитного поля.
М = 6 А 0,8 м 111 А/м * sin(90°) = 532,8 Дж.
Работа, совершенная при одном вращении: W = М * δα, где δα - угловое перемещение.
W = 532,8 Дж * 2π = 3350,72 Дж.
Теперь найдем количество полных вращений за 10 минут: n = 50 с^-1 10 мин 60 с/мин = 30000 вращений.
И, наконец, работа вращения проводника за 10 минут: W_10min = W n = 3350,72 Дж 30000 = 100521600 Дж = 1005,216 кДж.
Ответ: работа вращения проводника за 10 минут равна 1005,216 кДж.
Для определения работы вращения проводника за 10 минут найдем работу, выполненную за одно вращение, а затем умножим на количество полных вращений за 10 минут.
Работа, выполненная за одно вращение проводника:
Определим момент силы, действующий на проводник в магнитном поле:М = I l B * sin(α),
где I - сила тока, l - длина проводника, B - напряженность магнитного поля, α - угол между направлением тока и направлением магнитного поля.
М = 6 А 0,8 м 111 А/м * sin(90°) = 532,8 Дж.
Работа, совершенная при одном вращении:W = М * δα,
где δα - угловое перемещение.
W = 532,8 Дж * 2π = 3350,72 Дж.
Теперь найдем количество полных вращений за 10 минут:
n = 50 с^-1 10 мин 60 с/мин = 30000 вращений.
И, наконец, работа вращения проводника за 10 минут:
W_10min = W n = 3350,72 Дж 30000 = 100521600 Дж = 1005,216 кДж.
Ответ: работа вращения проводника за 10 минут равна 1005,216 кДж.