Γ΄Λυκείου Ηλεκτρομαγνητισμός-Ταλαντώσεις

Το ελατήριο του παρακάτω σχήματος είναι οριζόντιο, έχει Ν=500 σπείρες και το ένα του άκρο είναι στερεωμένο σε σταθερό ακλόνητο σημείο. Με κατάλληλη διάταξη διοχετεύουμε ρεύμα έντασης Ι=10Α και συγκρατούμε το ελατήριο ώστε να έχει το φυσικό του μήκος l₀=50cm.Να υπολογίσετε:

Α) την ένταση Β του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του σωληνοειδούς

Β) το μέτρο της δύναμης F που πρέπει να επιμηκύνει το ελατήριο ώστε η ένταση του μαγνητικού πεδίου να μειωθεί κατά 20%. Η σταθερά του ελατηρίου είναι k=1000Ν/m

 

Καταργούμε τη δύναμη  F και το ρεύμα I στο ελατήριο, ενώ τοποθετούμε στο ελεύθερο άκρο του ελατήριου σώμα μάζας m=10Kg. 

Γ) Να αποδείξετε ότι το σώμα θα εκτελέσει απλή αρμονική ταλάντωση και να υπολογίσετε την περίοδό της κίνησης και την αρχική φάση της ταλάντωσης

Δ) να υπολογίσετε την ταχύτητα, την επιτάχυνση και την απομάκρυνση του σώματος από τη θέση ισορροπίας τη χρονική στιγμή t₁=π/4 s

Δίνεται επίσης ότι: k_μαγν=10^-7N/A².

  Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.