Падение кольца в магнитном поле.

[reterty]

EUgeneUS в сообщении #1396092 писал(а):

reterty в сообщении #1396086 писал(а):

(ЗЭИ)

Или расшифруйте,или исправьте ошибку/опечатку, пожалуйста.
Закон электромагнитной индукции?
Что-то в гриме (аббревиатуре) не узнал. Сорри.

Да, закон электромагнитной индукции

[rascas]

Igrickiy(senior) в сообщении #1396048 писал(а):

Просто объясните, пожалуйста, мне, круглому дураку, как вертикальная составляющая магнитного поля может обеспечить необходимую для уравновешивания силы тяжести вертикальную же составляющую силы Ампера?

Вопрос в том, обязан ли школьник догадаться что в задаче есть горизонтальная составляющая индукции магнитного поля?
Я считаю что обязан догадаться.
В учебнике физики за 11 класс сказано: Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они ни имеют ни начала ни конца.
Величина индукции магнитного поля пропорциональна "густоте" линий магнитной индукции, это понятно из текста и картинок в учебнике.
Для решения задачи не нужно вычислять горизонтальную составляющую индукции магнитного поля, достаточно знаний, что магнитное поле задачи стационарно и имеет какую-то горизонтальную составляющую. И дальше применить Закон Сохранения Энергии.

[AHTOXA82]

Igrickiy(senior) в сообщении #1396078 писал(а):

AHTOXA82 в сообщении #1396070 писал(а):

Но задачу можно решать без горизонтальной составляющей.

Вы не будете так любезны, что покажете решение без учёта горизонтальной составляющей?
Заранее благодарен.

Зачем Вы просите людей отвечать на вопросы, на которые у Вас уже есть ответы? Я собирался предложить примерно то же решение, которое дал автор этой задачи. И чем оно Вас не устраивает, где в нем Вы видите ляп?

[Munin]

AHTOXA82 в сообщении #1396105 писал(а):

Зачем Вы просите людей отвечать на вопросы, на которые у Вас уже есть ответы?

Затем, что он не понимает, для чего предназначен тот или другой раздел форума. Или демонстративно делает вид, что не понимает.

[Eule_A]

Igrickiy(senior)
Пожалуйста, чтобы предмет обсуждения был налицо, выложите в теме решение - пусть просто в виде картинки. Не всем удобно открывать весь файл.
И ещё, если у Вас есть предложения о переносе темы в другой раздел (Вы выше высказывали), то, наверное, имеет смысл высказывать их модератору. Сейчас переедем в другой раздел. И будьте аккуратнее, пожалуйста, в выборе раздела.

[Eule_A]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Вопросы преподавания»
Причина переноса: разбирается не решение как таковое, а методические аспекты.

[Munin]

rascas в сообщении #1396101 писал(а):

В учебнике физики за 11 класс сказано: Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они ни имеют ни начала ни конца.

Вот кстати, это, конечно, так. Но надо ещё объяснить, что если их становится меньше внутри кольца, то значит, они выходят через боковую поверхность заметаемого кольцом цилиндра. (И значит, пересечение этих линий кольцом и создаёт все физические эффекты.)

Неопытный человек может попытаться вообразить, что эти линии как-нибудь комкаются в пространстве, или выходят обратно через верх, или ещё что-то. В общем, в обход теоремы Гаусса.

[Igrickiy(senior)]

AHTOXA82 в сообщении #1396105 писал(а):

Зачем Вы просите людей отвечать на вопросы, на которые у Вас уже есть ответы?

На этот вопрос простой и убедительный ответ уже дал Munin:

Munin в сообщении #1396107 писал(а):

Затем, что он не понимает, для чего предназначен тот или другой раздел форума. Или демонстративно делает вид, что не понимает.

(Оффтоп)

Вы сами для себя решите, какой ответ правильный: ОН не понимает, ОН делает вид, что не понимает, или что-то третье.

AHTOXA82 в сообщении #1396105 писал(а):

И чем оно Вас не устраивает, где в нем Вы видите ляп?

Ваше решение я не видел. Ничего не скажу.
Про то решение, какое дал автор задачи.
Автор изначально предполагает равномерное падение кольца и дальше, используя ЗСЭ, находит скорость падения.
Но этого мало.
Нужно ещё показать, что это именно та скорость, какая устанавливается при торможении кольца силой Ампера с учётом горизонтальной (радиальной) составляющей магнитного поля.
Это не очевидно.

-- 29.05.2019, 01:07 --

Eule_A в сообщении #1396114 писал(а):

Пожалуйста, чтобы предмет обсуждения был налицо, выложите в теме решение - пусть просто в виде картинки. Не всем удобно открывать весь файл.

[amon]

IMHO, все что нужно, что бы все встало на место, это дописать в условии "в аксиально симметричном (цилиндрически симметричном, что бы детей не пугать) магнитном поле" и далее по тексту. То, что время установления скорости равно бесконечности давно никого не пугает (вспомним задачу про установившуюся скорость парашютиста).

[Igrickiy(senior)]

amon в сообщении #1396142 писал(а):

IMHO, все что нужно, что бы все встало на место

IMHO, не в условии проблема, а в решении.
Установление равномерного падения - это чисто динамический вопрос.
Как потом (уже при равномерном падении) будет работать ЗСЭ - это вопрос отдельный.

[amon]

Посмотрел решение. Похоже, там действительно наврано. У меня (в уме, которого нет) получилось что-то вроде

$$v=\frac{2mg}{B_0^2\alpha^2SR}$$

($S$ - площадь кольца, $R$ - его радиус. Заранее предупреждаю, что как это решить "по-школьному" я не знаю. (Это было добавление к моему сообщению, которое залетело не в ту тему).

-- 29.05.2019, 02:21 --

Да, я в том самом, чего нет, за знаками не следил, но такое впечатление, что по принципу Ле Шателье кольцо магнитным полем будет выталкиваться, а не притягиваться, а тогда я тоже бред написал.

[AHTOXA82]

Igrickiy(senior) в сообщении #1396147 писал(а):

amon в сообщении #1396142 писал(а):

IMHO, все что нужно, что бы все встало на место

IMHO, не в условии проблема, а в решении.
Установление равномерного падения - это чисто динамический вопрос.
Как потом (уже при равномерном падении) будет работать ЗСЭ - это вопрос отдельный.

Зачем устанавливать причины равномерного движения, это не требуется для решения, это дано в условии. Да, для полноты картины хочется детально разобраться, но это НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО для решения задачи. Многие ученики, решающие эту задачу, не будут над этим заморачиваться, а просто напишут верное решение. Да, если их спросить почему кольцо будет двигаться равномерно они не ответят на этот вопрос, но решение у них будет верное. В школьных задачах достаточно часто возникают ситуации в которых ученик может не понимать механизм явления, но правильно устанавливать параметры его протекания. Простой пример с тем же конденсатором. Как изменится энергия плоского воздушного конденсатора, если в него внести пластину из диэлектрика? Многие скажут, что емкость его увеличится $\Rightarrow$ при неизменном заряде энергия уменьшится. И все! Для ответа на этот вопрос не надо знать механизм явления, не надо знать про краевые эффекты и работу внешних сил, достаточно использовать всего две формулы.

[Munin]

amon в сообщении #1396148 писал(а):

такое впечатление, что по принципу Ле Шателье кольцо магнитным полем будет выталкиваться, а не притягиваться

Нет, поскольку скорость пересечения кольцом магнитных линий - производная потока через кольцо, то кольцу вообще безразлично, уменьшается поток или увеличивается (отрицательный). Сила просто всегда будет иметь характер торможения.

[amon]

Munin в сообщении #1396152 писал(а):

Сила просто всегда будет иметь характер торможения.

А вот этого я не понял. Джоулево тепло кольцо не затормозит, если только к нему реактивный двигатель не приделан, нужна сила. Эта сила, IMHO, возникает от взаимодействия тока в кольце с радиальной составляющей поля (так я ее и считал), только тормозящая она или разгоняющая надо разбираться. Принцип Ле Шателье вроде подсказывает, что разгоняющая (сверхпроводниковое кольцо будет разгоняться, хотя эффект чуть другой). Надо разбираться со знаками полей и токов, но это потом, если другие не опередят.

[Munin]

amon в сообщении #1396158 писал(а):

А вот этого я не понял.

Просто из закона сохранения энергии кольцо не может ускоряться :-)