Το κλείσιμο του διακόπτη μετά την εκκίνηση του αγωγού

Οι κατακόρυφοι αγωγοί Αx και Γy του σχήματος έχουν πολύ μεγάλο μήκος, ασήμαντη αντίσταση και τα άκρα τους Α και Γ συνδέονται μέσω ανοικτού διακόπτη δ με σύρμα αντίστασης R = 40Ω. Επάνω στο επίπεδο των δύο αγωγών είναι τοποθετημένος κάθετα προς τη διεύθυνση τους άλλος ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μήκους = 0,5m, ο οποίος μπορεί να ολισθαίνει σε συνεχή επαφή με αυτούς χωρίς τριβές. Η μάζα του αγωγού ΚΛ είναι m = 0,01kg και η αντίσταση του ασήμαντη. Το σύστημα των τριών αγωγών βρίσκεται μέσα σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο, του οποίου η μαγνητική επαγωγή (ένταση) Β = 1T είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών. Την χρονική στιγμή t0 = 0 αφήνουμε τον αγωγό ΚΛ να κινηθεί και τη στιγμή t1 που έχει μετατοπιστεί κατά Δy = 5m κλείνουμε απότομα τον διακόπτη. Να θεωρήσετε γνωστή τη σχέση, που δίνει την Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού , όπου υ το μέτρο της ταχύτητάς του και ότι το μέτρο της επιτάχυνσης βαρύτητας είναι g = 10m/s2.

α. Κάποιος ισχυρίζεται ότι από τη στιγμή t0 = 0 έως τη στιγμή t1 δεν εμφανίζεται Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού ΚΛ. Να εξηγήσετε αν συμφωνείτε ή διαφωνείτε με τον ισχυρισμό αυτό.

β. Να υπολογίσετε την απόλυτη τιμή της έντασης του ρεύματος τη στιγμή t1 και να δικαιολογήσετε τη φορά του στο κύκλωμα.

γ. Κάποιος ισχυρίζεται ότι αφού από τη στιγμή t1 και μετά θα εμφανιστεί στον αγωγό δύναμη Laplace με κατεύθυνση προς τα πάνω, ο αγωγός θα αρχίσει να επιβραδύνεται. Να εξηγήσετε αν συμφωνείτε ή διαφωνείτε με τον ισχυρισμό αυτό.

δ. Κάποια στιγμή t2 ο αγωγός ΚΛ αποκτά σταθερή (οριακή ταχύτητα). Να εξηγήσετε γιατί θα συμβεί αυτό και να περιγράψετε τις ενεργειακές μετατροπές που λαμβάνουν χώρα κατά την κίνηση του αγωγού από τη στιγμή t0 = 0 και μετά.

ε. Να κάνετε ποιοτικό διάγραμμα:

i. της απόλυτης τιμής της Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού

ii. της απόλυτης τιμής της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα

Η λύση σε word

και σε pdf

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
7 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Διονύσης Μάργαρης
20/10/2019 6:00 ΜΜ

Καλησπέρα Αποστόλη.

Έβαλα στοίχημα (με τον εαυτόν μου!!!) και το έχασα. Ήταν για το γ) ερώτημα.

Σκέφτηκα ότι θα πας στην οριακή…από τα πάνω!!!

Πολύ καλή μελέτη!!!

Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Αποστόλη. Πολύ αναλυτική η μελέτη σου. Μου άρεσε το μικρό χρονικό διάστημα με ελεύθερη πτώση και το σχόλιο στο τέλος για τις εναλλακτικές περιπτώσεις κλεισίματος διακόπτη. Στην τάξη άνετα καλύπτουμε μια ωρίτσα. Τη δεύτερη ώρα μπορούμε να βάλουμε μέσα και λίγο επαγωγικό φορτίο, να βρούμε τίποτα ρυθμούς… Νάσαι καλά.

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Αποστόλη.

Ωραίο το στήσιμο της άσκησης. Με αναλυτική περιγραφή. Μου αρεσαν τα διαγράμματα τα οποία εμφανιζουν μεταβατικα στάδια.

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Αποστόλη.

Έδωσες ωραία το θέμα με πλούσιο και πιστό το λόγο στην λύση του. 

Το σχόλιο αποδίδει τις σχετικές περιπτώσεις με ιδιαίτερη αυτή που με το κλείσιμο του δ δεν αλλάζει η κινητική κατάστασηheart

Καλή εβδομάδα