Магнитное поле создано кольцевым проводником радиусом 20 см по которому течет ток i=100а. на оси кольца расположена другое кольцо малых размеров с магнитным моментом pm=10м а*м^2. плоскости колец параллельны, а расстояние d между центрами равно 1см. найти силу, действующую на малое кольцо

ответ:

объяснениедано: i=100 а, r =0,2м, рт = 10 ма*м^2, а между центрами равно 0,01м.

напряженность магнитного поля, созданного кольцевым проводником, на оси кругового тока определяется h = (i*r^2/(2*(r^2 +/2), где i – сила тока, r – радиус колцевого проводника, магнитное поле, a – расстояние между центрами колец.

магнитная индукция в = b = μ0*h , где μ0 = 4*π*10^–7 гн/м.

сила, действующая со стороны магнитного поля, на проводник с током называется силой ампера и равна f = b*i*l*sinα, где l – длина проводника ( в нашем случае 2*π*r, α – угол между нормалью к плоскости проводника и магнитной индукцией поля, действующего на проводник с током.

запишем уравнение для магнитного момента рт = i*s = i*π*r*l/2.

отсюда i = (2*рт)/(π*r*l)

найдем силу ампера, действующую на малое кольцо:

f = b*i*l = (μ0*((i*r^2/(2*(r^2 +/2))*((2*рт)/(π*r*l))*l =  

= (μ0*i*r*рт)/(r^2 + /2) =

= (4*π*10^–7 гн/м*100а*0,2м*10*10^–3a/м^2)/((0,04 +0,/2)) = (8*π*10^–8)/((0,0401)^1,5) = (8*π*10^–8)/(0,00803) =31,28*10^–6 h = 31,3мкн/м

длина кольца 6,28*0,2м =1,256м.

сила, действующая на все кольцо 31,3мкн/м*1,256м = 39,3 мкн.

p+mg=ma

oy:       mg-n=ma

n=p

p=0  (состояние невесомости- вес равен нулю)

mg=ma

g=a

a=v(2)/r (центростремительное ускорение)

v(2)=ar=gr=9.8н\кг*255м=2550м2/с2

v=50.4м/с

e=3/2kt

t=2e/(3k)=2*7,87*10⁻²¹/(3*1,38*10⁻²³)=380,2 k