Πρώτα ήταν η τάση… τώρα είναι το ρεύμα!

Δύο οριζόντιοι παράλληλοι αγωγοί μεγάλου μήκους και αμελητέας αντίστασης Αx και Α΄x΄ απέχουν μεταξύ τους απόσταση L = 1 m. Σε όλη την περιοχή υπάρχει κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 0,5 Τ. Τα άκρα Α και Α΄ συνδέονται με αντιστάτη αντίστασης R₁ = 1 Ω. Αγώγιμη ράβδος ΚΛ μήκους L = 1 m, μάζας m = 0,5 kg και αντίστασης R₂ = 1 Ω μπορεί να ολισθαίνει μένοντας συνεχώς σε επαφή με τους οριζόντιους αγωγούς. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ της ράβδου και των αγωγών είναι ίσος με μ = 0,4. Τη χρονική στιγμή t = 0 εκτοξεύουμε τον αγωγό με ταχύτητα υ_ο και ταυτόχρονα αρχίζουμε να ασκούμε στο κέντρο του κατάλληλη μεταβλητή οριζόντια δύναμη F, η οποία μένει συνεχώς κάθετη στον αγωγό.

Στο διπλανό διάγραμμα απεικονίζεται η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R₁ σε συνάρτηση με το χρόνο. Στα πρώτα 6 s της κίνησης του αγωγού από το κύκλωμα διέρχεται επαγωγικό φορτίο ίσο με 10 C.

α. Ποια είναι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό τη χρονική στιγμή t₁ = 4 s;

β. Με ποιο ρυθμό μεταβάλλεται η τιμή της δύναμης Laplace που ασκείται στον αγωγό ΚΛ στο χρονικό διάστημα από 0 – 4 s.

γ. Να δείξετε ότι από 0 – 4 s η κίνηση του αγωγού είναι ομαλά μεταβαλλόμενη και να προσδιορίσετε τη σταθερή επιτάχυνση του και την αρχική ταχύτητα εκτόξευσής του.

δ. Με ποιο ρυθμό εκλύεται θερμότητα από τον αγωγό τη χρονική στιγμή που η ταχύτητα του αγωγού είναι ίση με 6 m/s;

Για να μας τα πει και το ρεύμα πατήστε ΕΔΩ