Проводящий стержень массой 200 г удерживают в однородном магнитном поле на гладких горизонтальных рельсах, растояние между которыми 20 см. Магнитные линии направленны вертикально, модуль магнитной индукции 0,1 Тл, сила тока в стержне 10 А. Какой путь пройдет этот стержень за 0,5 с после того, как его отпустят?

m = 200 г = 0,2 кг.

L = 20 см = 0,2 м.

B = 0,1 Тл.

I = 10 А.

t = 0,5 с.

∠α = 90°.

S - ?

При отпускании проводящего стержня, он начнёт двигаться под действием силы Ампера Fамп, значение которой выразим формулой: Fамп = I * B * L * sinα. Где I - сила тока в проводнике, B - магнитная индукция поля, L - длина проводника, ∠α - угол между направлением тока и вектором магнитной индукции B.

2 закон Ньютона будет иметь вид: m * a = I * B * L * sinα.

Выразим ускорение а из формулы: S = а * t² / 2.

а = 2 * S / t².

m * 2 * S / t² = I * B * L * sinα.

S = I * B * L * sinα * t² / m * 2.

S = 10 А * 0,1 Тл * 0,2 м * sin90° * (0,5 с) ² / 0,2 кг * 2 = 0,125 м.

Ответ: стержень пройдёт по рельсам путь S = 0,125 м.