Esercizio di fisica campo magnetico
In un telaietto metallico di massa m=50g, parzialmente immerso in un campo magnetico, circola una corrente i=32A. Il telaietto ha i lati CD (in basso orizzontale) =3,4cm, AD (verticale a sx) =5,2cm ed è appeso a una molla di costante k=15N/m. a)Qual è il verso della corrente necessario a generare una forza magnetica verso il basso e il collegamento al generatore ai punti A (in alto a sx) e B (in alto a dx) per far scorrere la corrente nel verso da te desiderato? b)Sapendo che la molla ha subito una dilatazione di 4cm rispetto a quando era scarica, trova il valore del campo magnetico B.
Risposte
Idee tue?
Credo che la corrente debba circolare da A a B con il - in A e il + in B, affinché la forza magnetica sia diretta verso il basso per la regola della mano destra. Per il punto b) credo che le forze in gioco siano la forza magnetica verso il basso, quella elastica e la forza peso, ma mi sfugge qualcosa, non riesco a combinarle visto che non sfrutterei tutti i dati.
Oppure: il momento delle forze M=iABsena dove A=area della spira=CDxAD, a=90°, deve essere uguale alla somma della forza elastica e della forza peso e da questa uguaglianza si ricava B.
Non si capiscono alcune cose. Il telaietto è rettangolare? Tutti i suoi (quattro?) lati sono immersi nel campo magnetico o quando scrivi
"PolinomioBuio":intendi qualcosa che puoi descrivere in modo più preciso?
parzialmente immerso in un campo magnetico
La spira è rettangolare. Per spiegare che è immerso parzialmente,
l'unica immagine che mi viene in mente è quella di una bustina di the immersa nell'acqua, ma solo in parte... purtroppo non so se è possibile caricare l'immagine...sarebbe l'ideale!
l'unica immagine che mi viene in mente è quella di una bustina di the immersa nell'acqua, ma solo in parte... purtroppo non so se è possibile caricare l'immagine...sarebbe l'ideale!
La forza è rilevante solo sul tratto CD. A quel punto, sull'estremo della molla a contatto con la spira agiscono tre forze parallele: due verso il basso (peso e forza dovuta al campo magnetico) e una verso l'alto (forza elastica).
EDIT: messaggio modificato (la parte rimossa conteneva un vistoso errore).
EDIT: messaggio modificato (la parte rimossa conteneva un vistoso errore).
Allora perché nei dati mi dà anche la lunghezza del tratto AD?
La forza esercitata dalla molla è $15N/m * 4cm$; la forza esercitata dal campo magnetico sulla corrente è solo quella sul lato CD (le altre due si annullano a vicenda), quindi $F = CD*i*B$. A questa devi aggiungere il peso del telaietto, e il risultato è uguale alla forza elastica, per cui ricavi B.
All'inizio infatti l'ho calcolato come dice prima l'altro utente. Poi ho pensato: se uguagliassi il momento delle forze sui lati orizzontali (che poi è solo CD) più forza peso con forza elastica? Mi sembra più completo e in questo caso sfrutterei tutti i dati!
"PolinomioBuio":
se uguagliassi il momento delle forze sui lati orizzontali (che poi è solo CD) più forza peso con forza elastica?
Di quale momento parli?
M= i*A*B*sena
dove A= area spira= CDxAD, a=90°
dove A= area spira= CDxAD, a=90°
Ma non c'è nessun momento del genere. La spira non ruota (@Palliit) per portarsi ad essere complanare al campo, si trova già in una posizione di equilibrio; cioè, lo sarebbe se anche il lato superiore fosse immerso nel campo; così invece la forza sul lato CD non è bilanciata, e la spinge su o giù. Le forze sui lati verticali non la fanno ruotare, stanno nel piano della spira: li fanno solo avvicinare, o allontanare.
"mgrau":
La spira non ruota (@Palliit) per portarsi ad essere complanare al campo
Hai perfettamente ragione, non so come mi sia uscita una scemenza del genere. La cancello onde evitare confusione in chi legge.
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