Вопрос школьника
Магнитная сила, действующая на горизонтально расположенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите плотность материала проводника, если его объём 0,2 см3, а магнитная сила равна 0,021 Н.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Лоренца, который гласит, что магнитная сила, действующая на проводник, пропорциональна силе тока, проходящего через проводник, и магнитному полю, в котором находится проводник. Также известно, что магнитная сила, действующая на проводник, уравновешивает силу тяжести, то есть:
Fмагнитная = Fтяжести
где Fмагнитная — магнитная сила, действующая на проводник, Fтяжести — сила тяжести.
Таким образом, мы можем записать:
BIL = mg
где B — магнитная индукция, I — сила тока, проходящего через проводник, L — длина проводника, m — масса проводника, g — ускорение свободного падения.
Так как проводник горизонтально расположен, то его длина равна его ширине, а также мы можем выразить массу проводника через его плотность и объем:
m = ρV
где ρ — плотность материала проводника, V — объем проводника.
Тогда мы можем переписать уравнение в следующем виде:
BIL = ρVg
Отсюда можно выразить плотность материала проводника:
ρ = BIL / Vg
Подставляя известные значения, получаем:
ρ = 0,021 Н * 1 м / 0,2 см3 * 9,81 м/с2
ρ = 107,14 кг/м3
Таким образом, плотность материала проводника равна 107,14 кг/м3.
