Дано:
- Длина проводника: \(l = 40 \) см \(= 0.4 \) м
- Сила тока: \(I = 3 \) A
- Магнитная индукция: \(B = 50 \) мТл \(= 0.05 \) Тл
Найти:
- Массу проводника: \(m = ?\)
Краткое пояснение: Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, уравновешивает силу тяжести, действующую на проводник. Массу можно найти, приравняв эти силы.
Решение:
- Сила Ампера, действующая на проводник, определяется формулой: \(F_A = I \cdot B \cdot l\), где:
- \(I\) – сила тока в проводнике,
- \(B\) – магнитная индукция,
- \(l\) – длина проводника.
- Сила тяжести, действующая на проводник: \(F_тяж = m \cdot g\), где:
- \(m\) – масса проводника,
- \(g\) – ускорение свободного падения (приблизительно \(9.8 \) м/с²).
- Так как проводник находится в равновесии, сила Ампера равна силе тяжести: \(F_A = F_тяж\)
- Приравняем формулы: \(I \cdot B \cdot l = m \cdot g\)
- Выразим массу \(m\): \(m = \frac{I \cdot B \cdot l}{g}\)
- Подставим значения и вычислим массу: \(m = \frac{3 \cdot 0.05 \cdot 0.4}{9.8} = \frac{0.06}{9.8} \approx 0.00612 \) кг
- Переведем в граммы: \(0.00612 \) кг \(= 6.12 \) г
Ответ: Масса проводника равна примерно \(6.12 \) г.