Το τετράγωνο άκαμπτο μεταλλικό πλαίσιο πλευράς α=0,8m και αντίστασης R=0,4Ω κινείται οριζόντια με σταθερή ταχύτητα υ=1m/s και τη στιγμή t=0, φτάνει στα όρια ενός κατακόρυφου ομογενούς μαγνητικού πεδίου με ένταση Β=0,5Τ, όπως στο σχήμα (κάτοψη), πλάτους d=1,2m. Αν σε όλη τη διάρκεια της κίνησης, μέχρι να ολοκληρωθεί το πέρασμα του πλαισίου από το μαγνητικό πεδίο, η ταχύτητά του παραμένει σταθερή:
α) Να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις σε συνάρτηση με το χρόνο:
- της μαγνητικής ροής που διέρχεται από το πλαίσιο.
- της ηλεκτρεγερτικής δύναμης που αναπτύσσεται στο πλαίσιο
- της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το πλαίσιο.
- της δύναμης Laplace η οποία ασκείται στο πλαίσιο.
β) Να υπολογιστεί το συνολικό έργο της ασκούμενης εξωτερικής δύναμης F, η οποία είναι απαραίτητη να ασκείται στο πλαίσιο, για να μπορεί να κινείται με σταθερή ταχύτητα και να συγκριθεί με την ηλεκτρική ενέργεια που εμφανίστηκε στο πλαίσιο, κατά το πέρασμα του πλαισίου από το πεδίο.
ή
Το πέρασμα του πλαισίου από το πεδίο
Το πέρασμα του πλαισίου από το πεδίο
Το πέρασμα του πλαισίου από το πεδίο
καλησπέρα σε όλους
καλή άσκηση και πιθανή, Διονύση, εν όλω ή τμήμα ως Β θέμα
προφανώς συμφωνώ με τη λύση, αλλά, προσωπικά θα απαντούσα το 2ο ερώτημα ανεξάρτητα από το 1ο, η, πολλές φορέςδιατυπωμένη, θέση μου είναι ότι η τάση από επαγωγή που αναπτύσσεται σε παν τι κινούμενο είναι Βυl και τα "παιδιά" αυτού
για όποιον ενδιαφέρεται μια παρόμοια άσκηση εδώ: https://ekountouris.blogspot.com/2019/11/blog-post.html
(ίσως την έχω αναρτήσει και εδώ, αλλά δεν μπορώ να την ξαναβρώ, …σιγά την είδηση;)
Καλησπέρα κ.Διονύση,
Μια σκέψη πάνω στο θέμα της ολικής δύναμης Laplace χωρίς μαθηματικά, τα οποία όμως το επιβεβαιώνουν.
Καθώς το πλαίσιο ξεκινά να εισέρχεται στο μαγνητικό πεδίο, για τους γνωστούς λόγους εμφανίζεται επαγωγικό ρεύμα, η φορά του οποίου καθορίζεται από τον νόμο του Lorentz (ή του Lenz). Κάθε πλευρά διαρρέεται από ρεύμα, οπότε δημιουργεί μαγνητικό πεδίο στο οποίο βρίσκεται η απέναντι πλευρά. Συνεπώς, δέχεται δύναμη Laplace από το επαγωγικό μαγνητικό πεδίο. Αντίστοιχα η άλλη πλευρά δέχεται αντίθετη δύναμη. Συνεπώς η συνισταμένη δύναμη Laplace λόγω εσωτερικού-επαγωγικού πεδίου είναι μηδενική, άρα το πλαίσιο δέχεται μονάχα την δύναμη λόγω της εισερχόμενης πλευράς στο μαγνητικό πεδίο, που είναι F=B(ext)IL
Διονύση σε ποια μορφή αποθηκεύτηκε η παρουσίαση;
Δεν γράφει pptx.
Γιάννη, δεν ανοίγει;
Είναι odp (OpenDocument), το πήρε αυτόματα, είναι ισοδύναμο του pptx.
Αν δεν ανοίγει, να το αλλάξω…
Το άνοιξα με το impress και σκεφτόμουν με τι το έγραψες.
Καλησπέρα Διονύση.
Ανοίγει σε μένα κανονικά ,μόνο παρατηρώ υπερβοική καθυστέρηση από την 3η στην 4η και στις 5η και 6η λείπουν μπροστά από τα βέλη οι αντίστοιχες τιμές χωρίς να ενοχλεί αφού φαίνονται στο διάγραμμα.
Απαραίτητη για τα παιδιά με όλα τα κομφόρ.
Καλημέρα σε όλους και καλή Κυριακή.
Βαγγέλη, Σπύρο, Γιάννη και Παντελή σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Γιάννη, άλλαξα το αρχείο αντικαθιστώντας το με άλλο σε pptx, ώστε να μην υπάρχει πρόβλημα…
Επανέρχομαι τώρα Σπύρο για το θέμα που βάζεις παραπάνω.
Όταν μελετάμε ένα "υπόθεμα" σε πεδίο, πρέπει να είναι ξεκάθαρο ποιο είναι το υπόθεμα και ποιο το πεδίο.
Στην περίπτωση που ένα πλαίσιο μπαίνει σε ένα μαγνητικό πεδίο, όπως παραπάνω, θα μπορούσε κάποιος να πάρει ως "υπόθεμα":
-Ένα ηλεκτρόνιο στην πλευρά ΑΒ.
– Ένα πρωτόνιο στην πλευρά ΑΔ.
– Τον αγωγό που αντιστοιχεί στην πλευρά ΑΒ
– Όλο το πλαίσιο.
Αν πάρει ένα από τα τρία πρώτα, τότε θα υποχρεωθεί να υπολογίσει και το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί το πλαίσιο (όλο ή το υπόλοιπο μέρος του στην 3η περίπτωση).
Αν πάρει το τελευταίο, τότε το πλαίσιο είναι το "υπόθεμα" και ούτε χρειάζεται, (αλλά ούτε πρέπει…) να αρχίζει να ασχολείται με το τι μαγνητικό πεδίο θα δημιουργήσει το πλαίσιο και ποια δύναμη, αυτό το πεδίο, ασκεί στο ίδιο το πλαίσιο…
Το πλαίσιο δεν θα λειτουργεί ως πηγή πεδίου και ταυτόχρονα ως υπόθεμα.
Καλημέρα κ.Διονύση,
Κάτι δεν καταλαβαίνω. Έχουμε ένα σύστημα ηλεκτρονίων που κινείται εντός ομογενούς μαγνητικού πεδίου. Τα φορτία είναι κατανεμημένα ώστε να μην εισέρχονται όλα μαζί στο πεδίο, αλλά με χρονική διαφορά. Κάθε ένα εισερχόμενο δέχεται μαγνητικές δυνάμεις από το εξωτερικό πεδίο, και επειδή έχουμε διάταξη αγωγού επιτρέπεται η κίνηση αυτών. Η κίνηση θα προκαλέσει την δημιουργία εσωτερικού πεδίου στο οποίο θα βρίσκονται τα ηλεκτρόνια εκτός του εξωτερικού πεδίου. Οπότε μαζί με την δύναμη ηλεκτρικού πεδίου σε αυτά, θα αναπτυχθεί και μαγνητική δύναμη που θα θέσει σε κίνηση. Ο συλλογισμός τώρα παίρνει την αντίστοιχη αντιμετώπιση. Αυτά θα κινηθούν και λόγω αγωγού θα προκαλέσουν επίσης μαγνητικό πεδίο στο οποίο θα βρίσκεται η πρωταρχική πλευρά και οι υπόλοιπες. Για να ισχυριστούμε λοιπόν ότι η συνισταμένη δύναμη Laplace είναι Β(ext)IL όπου L η πρώτη πλευρά, δεν πρέπει να υπάρχει εξουδετέρωση του εσωτερικού πεδίου, στο σύνολο των φορτίων?
Εδώ η συμμετρία το επιβάλλει. Αν το σχήμα ήταν διαφορετικό, νομίζω ότι τα πράγματα θα ήταν επίσης διαφορετικά, δεδομένου ότι μπορεί να μην υπάρχει εξουδετέρωση του εσωτερικού πεδίου. Βέβαια, μπορεί κάτι να μην βλέπω….
Με l συμβολίζω το μήκος της πλευράς που αποτελεί τα όρια του εξωτερικού πεδίου στα οποία βρίσκεται το πλαίσιο, και όχι το μήκος κάποιας πλευράς. Εδώ όμως το l είναι παντού το ίδιο…
Σπύρο, μάλλον δεν διαβάζεις αυτά που γράφω… Πρότεινα να καθαρίσεις στο μυαλό σου ποιο είναι το πεδίο και ποιο το "υπόθεμα"…
Συνέχισε να τα βάζεις όλα και άλλα τόσα στο ίδιο τσουβάλι…
Δεν πρόκειται να μπω στη λογική αυτή.
Ούτε να εντυπωσιαστώ επειδή χρησιμοποιείς επικαμπύλιο ολοκλήρωμα!!!
Δεν είναι αυτή η Φυσική, η οποία με ενδιαφέρει και την οποία προσπαθώ να υπηρετώ από αυτό εδώ το μετερίζι…
Αν επρόκειτο να ασχοληθώ σε κάθε άσκηση με το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, με χρονοεξαρτώμενα και μη πεδία, θα έδινα, σε κάθε άσκηση, όλη τη θεωρία που έχω γράψει:
Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 5ο.
(ίσως γράφοντας σε κάθε περίπτωση και τα προηγούμενα 4 μέρη…)
Δεν νομίζω ότι πρέπει να κάνω κάτι τέτοιο…
Καλημέρα παιδιά.
Στην παρατήρηση του Σπύρου ας τονίσουμε ότι τα δύο πεδία διαφέρουν τάξεις μεγέθους.
Το Β του σχήματος είναι ένα πεδίο σημαντικό, ίσως από ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη ή μαγνήτη νεοδυμίου.
Το άλλο είναι το ασθενικό μαγνητικό πεδίο ενός ρευματοφόρου αγωγού που κουνάει-δεν κουνάει μια μαγνητική βελόνα αν στηθεί κοντά της.
Θα πρότεινα στον Σπύρο να τροποποιήσει ένα κείμενο του Βαγγέλη Κορφιάτη,
Τα dl1 και dl2 ας ανήκουν στον ίδιο βρόχο.
Δεν το έκανα, όμως πιστεύω πως θα αποδειχθεί το ίδιο. Κλειστός βρόχος δεν ασκεί δύναμη στον εαυτό του.
κ.Διονύση δεν έκανα κάτι για να εντυπωσιάσω ή για οποιονδήποτε άλλο λόγο άσχετο με φυσική. Και διάβασα τις τοποθετήσεις σας στο προηγούμενο σχόλιο, απλά προσπάθησα αρχικά χωρίς μαθηματικά να δω τι συμβαίνει με τις κινήσεις και τα εσωτερικά πεδία, γιατί ομολογώ ότι δεν κατάλαβα πλήρως την φύση ή την θεμελίωση στο τι μπορούμε να θεωρήσουμε ή όχι υπόθεμα. Εφόσον όμως τα μαθηματικά με την χρήση διατήρησης ενέργειας επιβάλλουν μηδενική εσωτερική δύναμη, τότε φυσικά είναι αποδεκτό.
Τώρα πέρα από το αν η φυσική είναι μαθηματικά ή όχι, σε συγκεκριμένα θέματα, νομίζω ότι δεν είναι το ίδιο αποτελεσματικό να συζητάμε θεωρητικά, γιατί οι λύσεις υπάρχουν, αρκεί να εκμεταλευτούμε τα μαθηματικά. Και το συγκεκριμένο δεν είναι από τα θέματα τα οποία μπορούν να αντιμετωπιστούν με ελάχιστες πράξεις και καθαρά με λόγια….
Αν μου επιτρέπετε να φέρω ένα παράδειγμα. Στην συγκεκριμένη άσκηση είναι προφανές ότι το επαγωγικό πεδίο εξουδετερώνεται λόγω συμμετρίας και μπορούμε να το δείξουμε χωρίς να γράψουμε ίσον και συν…πουθενά. Όταν όμως πάρουμε ένα πλαίσιο τριγωνικό ή τραπέζιο ή οποιουδήποτε σχήματος, δεν γίνεται να πούμε το εσωτερικό πεδίο είναι μηδενικό ή τουλάχιστον εγώ δεν μπορώ να αντιληφθώ με λόγια πως μπορεί κάτι τέτοιο να συμβαίνει.
Μπορώ όμως να αντιληφθώ ότι το επαγωγικό πεδίο είναι πολύ ασθενές όπως λέει ο κ.Γιάννης, οπότε μπορούμε να το θεωρήσουμε αμελητέο. Οι υπολογισμοί όμως δείχνουν ότι δεν είναι καν αμελητέο, είναι μηδενικό!
κ.Γιάννη θα κοιτάξω σε λίγο την παραπομπή που κάνατε και ευχαριστώ!