Μέτρηση Δύναμης Laplace

Στο σχήμα φαίνεται ένας ζυγός που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της έντασης μαγνητικών πεδίων. Το κάτω μέρος του συρμάτινου βρόχου ΚΛΜΝ βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Όταν ο διακόπτης δ είναι ανοικτός, ο ζυγός ισορροπεί αν τοποθετήσουμε σε αυτόν ένα βαρίδι μάζας m₁. Όταν ο διακόπτης δ κλείσει, τότε το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη στα τμήματα του βρόχου που βρίσκονται εντός του πεδίου και για να πετύχουμε πάλι ισορροπία του ζυγού, πρέπει να τοποθετήσουμε σε αυτόν ένα βαρίδι μάζας m₂>m₁.

α.   Να εξηγήσετε τον λόγο για τον οποίο για να πετύχουμε ισορροπία του ζυγού, όταν ο διακόπτης δ είναι κλειστός, πρέπει να τοποθετήσουμε βαρίδι μεγαλύτερης μάζας.

β.   Το τμήμα ΚΛ του βρόχου έχει μήκος l και η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που το διαρρέει, όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, είναι I. Η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g. Δείξτε ότι το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου είναι:

Έστω ότι ολόκληρος ο βρόχος είναι εντός του μαγνητικού πεδίου.

γ.   Βρείτε ποια βαρίδια θα χρησιμοποιήσουμε ώστε να πετύχουμε ισορροπία όταν ο διακόπτης είναι κλειστός.

δ.   Να εξηγήσετε γιατί το πλαίσιο δε θα περιστραφεί όταν κλείσουμε τον διακόπτη.

Η λύση  σε  pdf  και σε  Word.