Между полюсами электромагнита, однородное магнитное поле с индукцией в = 1 тл, горизонтально расположены металлические рельсы на расстоянии d = 10 см друг от друга. с каким ускорением a будет скользить по рельсам стальной стержень массы m = 50 г, если по нему пропустить ток i = 10 а? коэффициент трения стержня о рельсы μ = 0,1.
Fa - сила Ампера (например, горизонтально вправо)
Fтр - сила трения (противоположно)
N - сила реакции опоры (вертикально вверх)
mg - сила тяжести (вертикально вниз)
Направим оси координат классически.
Второй закон Ньютона в проекции на ось X: - Fтр + Fa = m·a
Второй закон Ньютона в проекции на ось Y: N - mg = 0
По определению: Fтр = μ·N, Fa = B·I·d·sinα
Объединив все формулы получим:
- μ·m·g +B·I·d·sinα = m·a
a = (B·I·d·sinα) / m - μ·g = 19 м/с^2
(d = 0,1 м, m = 0,05 кг, sin = 1)