Электрuчество, задачи с подвохами!

[invisible1]

1) Зaряженная частица двuжется под углом $\alpha=45^\circ$ к лuнuям uндукцuu однородного магнuтного поля. Определuть в градусах угол $\phi$ между вектором uндукцuu магнuтного поля $\vec B$ и направленuем силы лоренца $\vec F_{\text{Л}}$.

Я подозреваю, что вектор магнuтной uндукцuu и вектор силы Лоренца всегда взаимно перпендuкулярны, поэтому $\phi=90^\circ$ Это так?

2) насколько изменится кинетическая энергия $K$ электрона после прохождения пути $l=2$м в однородном магнитном поле с индукцией $B=0,1$Тл? Электрон влетает перпендикулярно силовым линиям со скоростью 10 км/с.

Если сила Лоренца перпендикулярна к скорости движения частицы, значит работа этой силы равна нулю, а значит абсолютное значение скорости частицы постоянно, откуда следует, что кинетическая энергия не изменится. Правильно?

3) на двух тонкuх нuтях вuсuт горuзонтально расположенный стeржень длuной $l=2$м и массой $m=0,5$кг. стержень находuтся в однородном магнuтном поле с uндукцией $B=0,5$Тл, направленной вниз. на какой угол $\alpha$ отклоняются нuтu от вертuкалu, если пропустuть по стeржню ток $I=5$A?

Интуиция подсказывает, что нужно воспользоваться следующим соотношением
$mg=IBL\sin \alpha$
Но почему?)
$\alpha = \arcsin \dfrac{mg}{IBL}= \arcsin 1 =\dfrac{\pi}{2}$ Оо кАК ТАК?

4) нейтрон влетает в однородное магнитное поле индукцией $B=50$мТл со скоростью $v=1000$ км/с. вектора скорости нейтрона к магнитной индукции взаимно перпендикулярны. определить величину силы лоренца, действующей на нейтрон.

Нейтрона не заряжен, поэтому сила Лоренца равна нулю так?))

[whiterussian]

Где же здесь подвохи?

1,2 - правильно
3 - неправильно. Нарисуйте рисунок стержня с торца. И вы увидите, где ошиблись. (Должно получиться $45^\o$ если принять $g=10\, \text{м/сек}^2$)
4 - правильно.

[ewert]

invisible1 в сообщении #296253 писал(а):

Интуиция подсказывает, что нужно воспользоваться следующим соотношением
$mg=IBL\sin \alpha$
Но почему?)

Вот именно: почему?...

Эта интуиция подсказывает вам, что сила Ампера направлена перпендикулярно нитям. А с какой стати?... Какое вообще дело этой силе до расположения нитей?...

[invisible1]

Спасибо, whiterussian и ewert

Подвохи в том, что на понимание задачи, могут ввести в ступор - что-то не так будто бы...

Вот картинка с торца


Пока не увидел - откуда $45^0$, МОжет рисунок неправильный?

[whiterussian]

Конечно неправльный. У вас сила, направленная налево, не сбалансирована. Поэтому стержень начнет перемещаться. Вопрос: когда он замрет?

[invisible1]

whiterussian в сообщении #296387 писал(а):

Конечно неправльный. У вас сила, направленная налево, несбалансирована. Поэтому стержень начнет перемещаться. Вопрос: когда он замрет?

Ах да, еще есть сила натяжения нитей, которая направлена вдоль этих самых нитей

$F_{\text{Л}}=(T_1+T_2)\sin \alpha$

$T_1+T_2=mg$

$F_{\text{Л}}=mg\sin \alpha$

$IBl=mg\sin \alpha$

$\alpha = \arcsin \dfrac{IBl}{mg}$

[whiterussian]

Опять неверно... Вторая строчка ....

[invisible1]

Ммм, а вдоль вертикали какие-то еще силы действуют?

[whiterussian]

нарисуйте картинку правильно.
У вас первая и вторая строчки не связаны...

[invisible1]

whiterussian в сообщении #296407 писал(а):

нарисуйте картинку правильно.
У вас первая и вторая строчки не связаны...

Да, вы правы, я понял в чем дело, действительно с картинкой понятнее!

[whiterussian]

Рада была помочь...

[invisible1]

$F_{\text{Л}}=(T_1+T_2)\sin \alpha$

$(T_1+T_2)\cos \alpha=mg$

$(T_1+T_2)=\dfrac{mg}{\cos \alpha}$

$F_{\text{Л}}=\dfrac{mg}{\cos \alpha}\cdot{\sin \alpha}=mg\tg \alpha$

$IBl=mg\tg \alpha$

$\tg \alpha = \dfrac{IBl}{mg}=\dfrac{5\cdot 0.5\cdot 2}{0.5\cdot 10}=1$

=> $\alpha=45^0$

Сейчас еще рисунок прикреплю) правильно?)

-- Ср мар 10, 2010 19:18:38 --

Спасибо большое, whiterussian

Очень приятно, когда девушки так хорошо в физике разбираются)

[whiterussian]

Теперь все верно.

Спасибо

[invisible1]