Δύναμη Laplace

Ένα σύρμα με μονωτικό περίβλημα μήκους L = 27 cm και μάζας m = 3 g κάμπτεται σε σχήμα Π έτσι ώστε το οριζόντιο μέρος του να έχει μήκος ℓ = 17 cm. Τα λυγισμένα άκρα του σύρματος που έχουν μήκος d = 5 cm το καθένα βυθίζονται τελείως μέσα σε υδράργυρο πού βρίσκεται σε δύο μεταλλικά δοχεία. Το όλο σύστημα βρίσκεται σε μία περιοχή όπου υπάρχει μαγνητικό πεδίο με ένταση μέτρου Β = 1 Τ και κατεύθυνση κάθετη στη σελίδα προς τα μέσα. Ηλεκτρική επαφή μεταξύ σύρματος και υδραργύρου γίνεται από τα δύο άκρα του σύρματος. Τα δοχεία υδραργύρου συνδέονται σε αγώγιμο κλάδο που περιλαμβάνει διακόπτη και λαμπτήρα με στοιχεία κανονικής λειτουργίας «1 V, 3 W». Αρχικά ο διακόπτης είναι ανοιχτός. Την t₀ = 0 ο διακόπτης δ κλείνει και το σύρμα αναπηδά στον αέρα σε κατακόρυφη απόσταση Η_max = 85 cm πάνω από την αρχική του θέση. Δίνεται: g = 10 m/s², η αντίσταση του αέρα και οι δυνάμεις από τον υδράργυρο στο σύρμα αμελούνται.

α. Να βρεθεί η ένταση Ι του ρεύματος μέσα στο σύρμα θεωρώντας ότι είναι σταθερό από τη στιγμή που κλείνει ο διακόπτης μέχρι που χάνεται η επαφή του με τον υδράργυρο.

β. Ελέγξτε αν ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά στη χρονική διάρκεια που διαρρέεται από ρεύμα.

γ. Να βρεθεί η χρονική στιγμή που το σύρμα θα φτάσει καθώς ανεβαίνει στο μέγιστο ύψος.

Η συνέχεια εδώ.