горизонтальный проводник длиной 0,20 м и массой 0,01 кг подвешенный на двух тонких нитях,находиться в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл на какой угол от вертикали отклонятся нити,если по проводнику пропустить ток 2,0 А?

Для решения задачи нам нужно определить угол отклонения нитей от вертикали под действием силы Ампера, которая возникает, когда ток протекает по проводнику в магнитном поле. Рассмотрим решение пошагово:

1. Формула силы Ампера

Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется по формуле:

где:

• $I = 2,0 \, \text{А}$ — сила тока,
• $L = 0,20 \, \text{м}$ — длина проводника,
• $B = 0,25 \, \text{Тл}$ — магнитная индукция,
• $\sin\theta = 1$ (так как магнитное поле перпендикулярно проводнику).

Подставляем значения:

2. Сила натяжения нитей и равновесие сил

На проводник действуют две силы:

1. Сила Ампера $F_A$, направленная горизонтально.
2. Сила тяжести $F_g = m \cdot g$, направленная вертикально вниз.

Сила тяжести рассчитывается как:

В равновесии результирующая сила натяжения нитей должна уравновешивать $F_A$ и $F_g$. Пусть нити отклоняются на угол $\alpha$ от вертикали, тогда горизонтальная и вертикальная составляющие силы натяжения связаны следующим образом:

3. Вычисляем угол отклонения

Подставляем значения $F_A$ и $F_g$ в формулу для $\tan\alpha$:

Теперь определяем угол $\alpha$ с помощью арктангенса:

4. Ответ

Нити отклонятся от вертикали на угол приблизительно $45^\circ$.