Στρεφόμενος αγωγός

Η διάταξη του σχήματος είναι οριζόντια. Η λεπτή ομογενής αγώγιμη ράβδος ΑΓ έχει αντίσταση ανά μονάδα μήκους R^* = 1Ω/m, μήκος L = 3m και περιστρέφεται κατά την αντίθετη φορά περιστροφής των δεικτών του ρολογιού με σταθερή συχνότητα f γύρω από κατακόρυφο άξονα, που περνάει από το σημείο της Κ με (ΑΚ) = 1m.

Κατά τη διάρκεια της περιστροφής τα άκρα της ράβδου (Α και Γ) εφάπτονται σε κυκλικούς αγώγιμους οδηγούς χωρίς αντίσταση, ακτίνων (ΚΑ) = L₁ = 1m και (ΚΓ) = L₂ = 2m. Μεταξύ των άκρων Η και Ζ των κυκλικών οδηγών παρεμβάλλεται λαμπτήρας με στοιχεία κανονικής λειτουργίας «3V, 3W». Στο χώρο που βρίσκεται η διάταξη υπάρχει κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β = 0,5Τ με φορά από τη σελίδα προς τον αναγνώστη. Η περιστροφή της ράβδου εξασφαλίζεται με την οριζόντια δύναμη F, που ασκείται κάθετα στη ράβδο στο σημείο Γ (σχήμα).

• Τριβές αμελούνται
• Η ράβδος ΑΓ κατά τη διάρκεια της περιστροφής βρίσκεται διαρκώς μέσα στο ομογενές μαγνητικό πεδίο και για το χρονικό διάστημα που μελετάμε το φαινόμενο, δεν φτάνει στο άκρο Ι του οδηγού ακτίνας L₁.

α. Να βρεθεί το μέτρο της δύναμης F, ώστε ο λαμπτήρας να λειτουργεί κανονικά.

β. Αν η μάζα της ράβδου είναι m = 1,5kg, να βρεθεί η συνισταμένη των δυνάμεων που δέχεται η ράβδος.

Η άσκηση και η λύση της.