Στην άσκηση αυτή εξετάζουμε την
κίνηση μιας ράβδου μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο, όταν ασκείται πάνω της
μεταβλητή δύναμη. Το φαινόμενο αναλύεται με βάση τις αρχές της
ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και της μηχανικής, και αποτελεί βασικό θέμα
προετοιμασίας για τις Πανελλαδικές εξετάσεις στη Φυσική Γ' Λυκείου.
Τα άκρα δύο παράλληλων οριζόντιων σιδηροτροχιών
συνδέονται με σύρμα αντίστασης R = 2 Ω. Αγωγός μήκους ℓ = 1 m,
όση είναι και η απόσταση των σιδηροτροχιών, μάζας M =
0,5 kg και αμελητέας αντίστασης θέλουμε να ολισθαίνει με σταθερή
επιτάχυνση α = 4 m/s2, πάνω στις σιδηροτροχιές. Το σύστημα
βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 1 Τ. Αν τη
χρονική στιγμή t = 0 ο αγωγός είναι ακίνητος:
α) Να γίνει η γραφική παράσταση της εξωτερικής
δύναμης, που πρέπει να ασκούμε κάθετα στο μέσον του αγωγού για την κίνηση του,
σε συνάρτηση με το χρόνο.
β) Τη χρονική στιγμή t1 = 1 s να
υπολογιστούν:
Ι. Ο ρυθμός με τον οποίο μεταφέρεται
ενέργεια στη ράβδο, μέσω του έργου της δύναμης F, καθώς και η
αντίστοιχη ισχύς της δύναμης Laplace.
ΙΙ. Η ηλεκτρική ισχύς που εμφανίζεται στο κύκλωμα,
καθώς και ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας της ράβδου.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου