RE: ruota di Barlow

[maurizius1]

C'era una discussione di settimana scorsa su cui sarei voluto intervenire, poi ho sempre rimandato per vari impegni e poco tempo per ragionarci, ma... purtroppo... nel frattempo è sparita. L'ho ritrovata nella webcache di google.

C'era un bel disegnino di mgrau che è andato perso e su cui avrei voluto porre una domanda. Si vedeva come nel ruotare il disco si potesse interpretare considerandolo come una variazione di area investita dal campo B, cioè altresì variasse il flusso.


Ho fatto un pessimo disegno in spoiler per spiegare.
Il dubbio che mi è sorto era questo: si prendeva un triangolino composto da un raggio arbitrario $AB$, dal filo inferiore del dispositivo $AC$ e una parte della circonferenza $BC$.
Nel disegno ho evidenziato a sinistra la parte di circuito che mi interessa e l'ho separato dal resto riportandolo sulla destra per rendere più chiaro il circuito in essere.

Nel disegno a destra ho evidenziato in rosso e nero due casi distinti che mi preme capire: magnete esterno che investe anche il filo (rosso) e magnete solo applicato alla ruota (nero).
Noto che se il magnete (e quindi il campo magnetico) investe il filo e il disco -disegno rosso- ho effettivamente un triangolo e una variazione di area colpita da B nella rotazione della ruota. Infatti ho il "triangolo" ABC con AC tratteggiato in rosso dovuto alla parte di filo vicino al polo sud.

Tuttavia se ora considero il mangete nero (e quindi B non "passa sul filo" esterno come fa B'), mi accorgo che non riesco a intuire nessuna area che varia, perché il tratto AC non esiste più e mi rimane quindi un triangolo aperto, inn poche parole c'è solo un un raggio della ruota che si muove ma dove è l'area del mio flusso in questo caso?

Non so se sono stato chiaro, spero

Riedito disegno sotto (nuovo post) poiché come dice mgrau confuso

[mgrau]

Sei fortunato... Penso che tu ti riferisca a questi, che ho ritrovato nella scheda fotografica.
Prova magari a riformulare la domanda basandoti su questi, perchè così com'è non ho capito molto...

[maurizius1]

Sì erano proprio loro ! Per fortuna che hai beckup più sofisticati di skuola.net a quanto pare dovrebbero assumerti!

A parte gli scherzi, ho provato a rieditare i tuoi disegni con le domande del primo post.


Nel disegno in alto mi accorgo che se B (ho schematizzato un magnete N/S che lo "genera" nello spazio) attraversa tutto il circuito, quindi anche il filo inferiore vedo effettivamente (dall'alto - ultimo disegno a dx) che ho un triangolo formato da raggio, parte di circonferenza e filo inferiore. ABCD si chiude

Tuttavia nel secondo disegno (in passo) B' non attraversail filo inferioremente, e così non trovo più un triangolino, cioè non vedo più un area del circuito variare perché ho una sorta di triangolo aperto e il raggio (dellaruota) è come fosse un filo che si muove nello spazio senza alcuna area che varia. ABC non si chiude mancando il filo CD investito da B'.

Disegno:

[mgrau]

"maurizius": ABC non si chiude mancando il filo CD investito da B'.

E qual è il problema? Il circuito è chiuso, che l'area sia investita tutta oppure no da B è irrilevante. Quel che conta è che il flusso cambi, e per avere un flusso mica è necessario che B sia diverso da zero su tutta la superficie.
Pensa al caso classico di un rettangolo con un lato che scorre , esposto ad un campo magnetico.




Quel che importa è che il lato mobile sia esposto a B, tutto il resto non ha importanza.

[maurizius1]

Dico però che se il triangolo non è chiuso non riesco a capire quale area del circuito vari, per definizione di flusso devo avere B*Area(data dalla geometria del circuito) e qui mancherebbe l'area che varia perché avrei solo un raggio che si muove non è più un flusso. Non so se mi spiego, nel disegno in basso ABC non è un'area come ABCD.

Sei molto gentile mgrau, grazie per la risposta ed aiutarmi a capire.

[mgrau]

"maurizius":Dico però che se il triangolo non è chiuso non riesco a capire quale area del circuito vari, per definizione di flusso devo avere B*Area(data dalla geometria del circuito) e qui mancherebbe l'area che varia perché avrei solo un raggio che si muove non è più un flusso.

Ma perchè dici che non è chiuso? I fili che chiudono il circuito sono gli stessi di prima; non sono investiti dal campo magnetico, e allora?
Ma in generale, se hai una parte mobile entro un campo magnetico, puoi immaginare di chiudere il circuito come ti pare, tanto la variazione di flusso è dovuta solo alla parte mobile.
E infine, se il flusso di dà proprio problemi, dimenticati la regola del flusso e pensa alla forza di Lorentz, che alla fine è quella che sta realmente (per quanto sia abbastanza ingenuo parlare di realtà vera) alla base del fenomeno

[maurizius1]

Certo certo, con la forza di Lorentz funziona ovviamente. Stavo piuttosto cercando di capire perché la legge del flusso potesse essere estesa anche alla ruota di Barlow, come avevo letto in quella discussione e dalla slide dell'OP, non ritrovandomici volevo capire meglio.

Ma perchè dici che non è chiuso? I fili che chiudono il circuito sono gli stessi di prima; non sono investiti dal campo magnetico, e allora?

Sì, anche qui non ho dubbi in effetti, è sicuramente chiuso il circuito, ripeto, io volevo capire l'interpretazione del flusso che per definizione è campo B per Superficie, si ha variazione di flusso quindi se varia B ( ma non è questo il caso ), oppure se varia la superficie ( in questo caso dovrebbe variare quest'ultima ) ma non vedo come vari dato che in realtà se non considero il filo sotto "CD" non è propriamente un'area poiché avrei solo raggio e circonferenza. Non vedevo nel mio secondo disegno dove fosse la superficie che varia nel tempo da considerare.
Forse il mio errore è nel cercare una superficie fisica, mentre in realtà la legge del flusso vale per qualunque superficie di bordo $Gamma$ (ma non per forza fisica, quindi non isolata al circuito reale, è una curva matematica arbitraria).