Problema fisica ii
Salve, mi servirebbe un aiuto nel risolvere il seguente esercizio:
Una spira circolare di raggio R, massa m è poggiata sul tavolo. Vi è un campo magnetico uniforme parallelo al tavolo di intensità B. Qual'è la minima corrente necessaria per poter sollevare la spira?
Ovviamente ci sarà la forza che spinge su una metà della spira e giù un'altra. Il problema è ... come eguagliare questa forza a mg? Suggerimenti?
Grazie in anticipo.
Una spira circolare di raggio R, massa m è poggiata sul tavolo. Vi è un campo magnetico uniforme parallelo al tavolo di intensità B. Qual'è la minima corrente necessaria per poter sollevare la spira?
Ovviamente ci sarà la forza che spinge su una metà della spira e giù un'altra. Il problema è ... come eguagliare questa forza a mg? Suggerimenti?
Grazie in anticipo.
Risposte
La forza di Lorentz dovrebbe far ruotare la spira attorno l'asse che la divide a metà e non semplicemente tirarla su. Credo che bisogna fare l'equilibrio dei momenti, ma il problema è che quello dovuto alla forza peso cerca di girare la spira attorno l'asse che è tangente ad essa ed è perpendicolare al campo magnetico. non so se mi spiego bene.
Non sono per niente sicuro , vediamo se insieme riusciamo ad arrivarci però.
Stavo pensando di dividere la forza peso in due contributi , uno agente sulla stessa retta in cui agisce la forza magnetica diretta verso l'alto , l' altro diretto sulla stessa retta della forza magnetica agente verso il basso , il che non dovrebbe modificare la risultante dei momenti e delle forze agente sul sistema.
A questo punto basterebbe preoccuparsi soltanto che la forza magnetica diretta verso l'alto sia maggiore della metà della forza peso.
Quindi
$ M=IpiR^2B rArr F_y=IpiRB >= (mg)/2rArr I>=(mg)/(2piRB) $ dimmi tu...
Stavo pensando di dividere la forza peso in due contributi , uno agente sulla stessa retta in cui agisce la forza magnetica diretta verso l'alto , l' altro diretto sulla stessa retta della forza magnetica agente verso il basso , il che non dovrebbe modificare la risultante dei momenti e delle forze agente sul sistema.
A questo punto basterebbe preoccuparsi soltanto che la forza magnetica diretta verso l'alto sia maggiore della metà della forza peso.
Quindi
$ M=IpiR^2B rArr F_y=IpiRB >= (mg)/2rArr I>=(mg)/(2piRB) $ dimmi tu...
hm....lo si potrebbe pure fare ma c'è un problema: nella formula della forza che agisce su un filo percorso da corrente in campo magnetico compare anche il seno => vuol dire che per trovare la forza di lorentz che agisce sulla metà della spira avremo bisogno integrare
. Il problema non può essere così complicato. Mi pare che bisogna "legare" in qualche modo il momento torcente della spira dovuto alla corrente + campo magnetico (che = Area*corrente*B*sen) con momento dovuto alla forza peso.
