биомеханика. Задачи по физике. Решение Силовой характеристикой электрического поля является напряженность, равная отношению силы, действующей в данной точке поля на точечный заряд, к этому заряду
 Скачать 157.77 Kb.
|
|
Задание 1: Заряды Q1 , Q2 находятся на расстоянии L=4метра. Расстояние r=1m. Определите характеристики результатов электрического поля, потенциал, напряженность E в заданной точке. Определить кулоновскую силу F, действующую на заряд g, помещенный в заданную точку поля. Точка поля и велечина зарядов определятся : В точке B, если Q1=3мкКл ,Q2=-4мкКл g=2мкКл  Решение: Силовой характеристикой электрического поля является напряженность, равная отношению силы, действующей в данной точке поля на точечный заряд, к этому заряду:  Согласно принципу суперпозиции:                 Напряженность – вектор, направление которого совпадает с направлением силы, действующей в данной точке поля на положительный точечный заряд. Следовательно, положительный знак означает отталкивание положительного точечного заряда, отрицательный знак – его притяжение. Две характеристики электростатического поля – силовая (напряженность,  ) и энергетическая (потенциал,  ) связаны между собой. Вблизи любой точки электростатического поля потенциал изменяется наиболее быстро в направлении силовой линии. Напряженность в произвольной точке электростатического поля численно равна изменению потенциала, приходящемуся на единицу длины силовой линии:                Положительный знак потенциала означает притяжение положительного точечного заряда, т.е. работу силы электростатического поля, отрицательный знак потенциала означает работу против силы электростатического поля. Задание 2: на рисунке изображены прямолинейные длинные проводники с токами I1=I2=16А , которые находятся на расстоянии L=4м . Расстояние r=1м. Определить вектор магнитной индукции B в заданной точке. Точка поля и направление токов определяется в точке H , если ток I1 – от нас, ток I2 – от нас.  Решение: Рассмотрим с какой силой взаимодействуют два бесконечных прямолинейных параллельных проводника с токами I1 и I2, расположенными на расстоянии r друг от друга. Каждый из проводников создает свое магнитное поле, которое согласно закону Ампера действует на другой проводник с током. Ток I1 создает вокруг себя магнитное поле, линии магнитной индукции которого представляют концентрические окружности, а направление вектора В задается правилом правого винта  Длинный прямолинейный (бесконечный) проводник с током I создает на расстоянии r от проводника магнитное поле с индукцией B, по модулю равной:    Рассмотрим, согласно условию,    За положительное направление индукции B, согласно рисунка, выбираем «вниз». Далее:        Задание 3: прямой металлический проводник длинной L=0,5 мм, по которому течет ток I=300мА (по направление на рисунке) движется по горизонтальным рельсам со скоростью V (в направление на рисунке) В начальный момент времени ,когда скорость стержня V=1 м/с, в окружающем стержень пространстве создано магнитное поле В=0,2 Тл, направленное к нам. Определить, какую скорость приобретает проводник за промежуток времени 2с. На какое расстояние он переместится за это время? Коэффициент трения = 0,1 и масса стержня = 50г.  Решение: Закон Ампера: сила, действующая на элемент длины проводника с током I, помещенного в магнитное поле:   – угол между направлением тока в проводнике и силовыми линиями магнитного поля.В данном случае:  Определим направление силы Ампера. В простейшем случае, когда проводник с током и поле взаимно перпендикулярны , для определения направления магнитной силы можно воспользоваться правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор  , а четыре вытянутых пальцев расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток. Т.к. вектор направлен «от нас», то направление магнитной силы в сторону, противоположную первоначальному движению проводника. Соответственно, и сила трения направлена против движения. Тогда:     |