Присоединиться

11 класс·средний уровень

Квадратная проводящая рамка OA со сторонами $a = 10см$ может вращаться

Условие

Рисунок к задаче

Квадратная проводящая рамка OA со сторонами a=10смa = 10см может вращаться без трения вокруг неподвижной горизонтальной оси O, проходящей вдоль одной стороны квадрата. По рамке течёт ток силой I=10А,I = 10А, и она находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B=0,2ТлB = 0,2Тл К нижней стороне квадрата посередине привязана невесомая нерастяжимая нить, перекинутая через неподвижный, а затем через подвижный блок, и прикреплённая к потолку. Направление тока в рамке таково, что наличие груза массой M, привязанного к оси невесомого подвижного блока, препятствует отклонению рамки от вертикальной плоскости (см. рис., вид вдоль плоскости рамки). Чему равна масса груза, если система находится в равновесии при горизонтальном положении участка нити между рамкой и неподвижным блоком? Трение отсутствует.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Рассмотрим силы, действующие на рамку в положении равновесия. Это четыре силы Ампера FАi=IBa⋅sin⁡альфаi,F_Аi = IBa \cdot \sin альфа_i, приложенные к сторонам квадратной рамки с током, сила реакции оси O, на которой рамка может вращаться, сила тяжести и сила T натяжения нити. Здесь альфаiальфа_i — угол между вектором магнитной индукции и направлением тока в i-й стороне рамки.2. Силы Ампера, действующие на вертикальные стороны рамки, равны нулю, поскольку для них соответствующие углы альфаi=0альфа_i = 0 Для горизонтальных сторон рамки углы альфаi=Пи2альфа_i = \frac{Пи}{2} и силы FА=IBaF_А = IBa — они одинаковы по величине, направлены горизонтально и противоположны по направлению. Запишем для вертикально расположенной рамки уравнение моментов сил относительно оси O: оно имеет вид IBa⋅a=T⋅aIBa \cdot a = T \cdot a

Осталось ещё 2 шага

  1. Шаг 2

  2. Шаг 3

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «МКТ и термодинамика»

Во сколько раз n КПД данного цикла меньше, чем КПД идеальной тепловой11 классВ цилиндре объемом $V = 10л$ под поршнем находится воздух с11 классНа рисунке изображен процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем11 классКакое количество теплоты Q было подведено к гелию в этом процессе?11 классВо сколько раз n уменьшится потребление электроэнергии морозильником11 класс
Похожая задача?Сфотографируйте своё условие — ИИ разберёт его по шагам так же
Квадратная проводящая рамка OA со сторонами $a = 10см$ может вращаться — решение с объяснением | Lom Ai