Επαγωγή σε Κινούμενο Βρόχο: Ταχύτητα και Ισχύς

[Υπολογισμός ταχύτητας βρόχου σε πεδίο αγωγού μέσω επαγωγής και ταύτιση της μηχανικής ισχύος με τις θερμικές απώλειες Joule].

.

 Ένας ορθογώνιος αγώγιμος βρόχος έχει διαστάσεις:

• πλευρά α = 2 cm (παράλληλη σε έναν μακρύ ευθύγραμμο αγωγό)
• πλευρά β = 4 cm (κάθετη στον αγωγό)

Ο βρόχος και ο αγωγός βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Ο αγωγός φέρει σταθερό ρεύμα I=10 A.

Ο βρόχος απομακρύνεται από τον αγωγό κινούμενος κάθετα προς αυτόν (δηλαδή κατά τη διεύθυνση της πλευράς β) με σταθερή ταχύτητα υ. Η αντίσταση του βρόχου είναι R = 0,1 Ω.

Τη στιγμή που η πλησιέστερη προς τον αγωγό πλευρά του βρόχου (μήκους α) βρίσκεται σε απόσταση d=4 cm από τον αγωγό, στο βρόχο μετράται επαγόμενο ρεύμα έντασης i = 10 μA

α. Να προσδιοριστεί η φορά του επαγόμενου ρεύματος στον βρόχο.  Να αιτιολογηθεί η απάντηση με νόμο ή κανόνα της Φυσικής.

β. Να υπολογιστεί η ταχύτητα υ του βρόχου.

γ. Να υπολογιστεί η στιγμιαία μηχανική ισχύς που παρέχεται στον βρόχο τη στιγμή που η ένταση του επαγόμενου ρεύματος είναι i=10 μA.

Δίνεται:  μ₀ = 4π×10⁻⁷ N/A²  

Οι απαντήσεις με κλικεδώ   

                                      ή εδώ

Φωτόνια και κάτοπτρο με ελατήριο

[Γεφυρώνοντας τον μικρόκοσμο με τον μακρόκοσμο... Πώς η κβαντική φύση του φωτός (ορμή φωτονίων) μπορεί να προκαλέσει μακροσκοπική μηχανική μετατόπιση].

Ένα τέλεια ανακλαστικό κάτοπτρο μάζας M είναι στερεωμένο σε ιδανικό ελατήριο  (μάζας αμελητέας) και μπορεί να εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με γωνιακή συχνότητα ω τέτοια ώστε να ισχύει η σχέση:

4πMω/h = 10²⁴ m⁻²,

όπου h η σταθερά του Planck.
N φωτόνια, μήκους κύματος λ=8π·10⁻⁶ m, προσπίπτουν ταυτόχρονα και κάθετα στο κάτοπτρο, το οποίο αρχικά ισορροπεί. Μετά την πρόσπτωση, το κάτοπτρο εκτρέπεται μέγιστα κατά 1 μm.

Αν N = x·10¹²,  να βρεθεί η τιμή του x. 

  Η Άσκηση και η λύση της με κλικ εδώ  

                           

                                                              ή εδώ