Ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μήκους l=1m και μάζας m=0,2Kg, είναι αρχικά ακίνητος με τα άκρα του σε επαφή με δυο λείους μεταλλικούς οδηγούς Αx και Γy μεγάλου μήκους και αμελητέας ωμικής αντίστασης, όπως φαίνεται στο σχήμα. Τα άκρα Α και Γ των δυο μεταλλικών οδηγών συνδέονται με έναν αντιστάτη που έχει αντίσταση R1=1Ω. Ο αγωγός ΚΛ έχει αντίσταση R=4Ω, και τη χρονική στιγμή t=0, ασκούμε πάνω του σταθερή δύναμη μέτρου F=2Ν με διεύθυνση που είναι παράλληλη στους δυο οδηγούς, οπότε ο αγωγός ΚΛ αρχίζει να κινείται προς τα δεξιά χωρίς τριβές. Ολόκληρη η διάταξη βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β=1Τ και φοράς από τον αναγνώστη στο επίπεδο που ορίζουν οι μεταλλικοί οδηγοί.
Α) Να εξηγήσετε ποιο είναι το είδος της κίνησης που εκτελεί ο αγωγός ΚΛ, και να αιτιολογήσετε γιατί αποκτά σταθερή (οριακή) ταχύτητα, την οποία να την υπολογίσετε.
Β) Να υπολογίσετε το μέτρο της ταχύτητας του αγωγού ΚΛ τη χρονική στιγμή που το μέτρο της επιτάχυνσής του ισούται με α1= 4m/s2.
Γ) Να υπολογίσετε τον ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του αγωγού ΚΛ την παραπάνω χρονική στιγμή.
Δ) Να υπολογίσετε το ποσό της θερμότητας που εκλύεται από το κύκλωμα (λόγω του φαινομένου Joule), από τη χρονική στιγμή t=0 μέχρι τη χρονική που ο αγωγός ΚΛ αποκτά οριακή ταχύτητα. Να δεχτείτε ότι στο παραπάνω χρονικό διάστημα ο αγωγός μετακινήθηκε κατά d=5m.
Η λύση σε λίγες μέρες.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου