Οι ροπές κατά την περιστροφή του πλαισίου

Ένα ομογενές μεταλλικό ορθογώνιο πλαίσιο ΑΓΔΕ με πλευρές (ΓΔ)= α =0,5m και (ΑΓ)= 2α, στρέφεται όπως στο σχήμα, γύρω από κατακόρυφο άξονα z, ο οποίος περνά από τα μέσα των πλευρών ΑΓ και ΔΕ, αλλά και από το κέντρο μάζας Κ του πλαισίου, χωρίς τριβές. Το επίπεδο του πλαισίου είναι κατακόρυφο, ενώ βρίσκεται μέσα σε ένα οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο. Το πλαίσιο στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα ω=4rad/s, με την επίδραση μεταβλητής δύναμης F₁, η οποία ασκείται στην κορυφή Γ, κάθετα στο επίπεδο του πλαισίου.  Για την στιγμή t₁ όπου η ένταση του πεδίου είναι παράλληλη στο επίπεδο του πλαισίου, ζητούνται:

1. Πόση είναι η μαγνητική ροή που διέρχεται από το πλαίσιο; Γιατί το πλαίσιο διαρρέεται από ρεύμα; Να βρείτε την φορά της έντασης του ρεύματος που διαρρέει την πλευρά ΓΔ.
2. Να σχεδιάσετε στο σχήμα την δύναμη από το μαγνητικό πεδίο που ασκείται σε κάθε πλευρά του πλαισίου. Από ποια εξίσωση υπολογίζεται το μέτρο κάθε δύναμης;
3. Αν η δύναμη Laplace που ασκείται στην πλευρά ΓΔ έχει μέτρο F_ΓΔ=0,5Ν, να σχεδιάσετε την εξωτερική δύναμη F₁ και να υπολογίσετε το μέτρο της.
4. Να βρεθεί ο στιγμιαίος ρυθμός με τον οποίο παράγεται θερμότητα στην αντίσταση του πλαισίου.

Απάντηση:

ή

Οι ροπές κατά την περιστροφή του πλαισίου
Οι ροπές κατά την περιστροφή του πλαισίου