Αλλάζοντας το είδος της κίνησης

Η ράβδος ΑΓ μπορεί να κινείται χωρίς τριβές, παραμένοντας κάθετη, σε δυο παράλληλες οριζόντιες μεταλλικές ράγες ΚΛ και ΜΝ, που απέχουν μεταξύ τους απόσταση L = 1m. Οι ράγες δεν παρουσιάζουν αντίσταση και γεφυρώνονται στα σημεία Κ, Μ με αντίσταση R = 2Ω. Η ράβδος έχει μάζα m = 0,2kg, μήκος L = 1m και αντίσταση r = 1Ω. Οριοθετημένο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 1Τ είναι κάθετο στο επίπεδο κίνησης της ράβδου με φορά προς τα έξω. Το πεδίο ξεκινάει από τη θέση x₀ = 0,8m του άξονα κίνησης Οx και τελειώνει στη θέση x₁ = 9,8m, όπως φαίνεται στο σχήμα. Τη χρονική στιγμή t₀ = 0s ασκούμε στο μέσον της ράβδου οριζόντια δύναμη μέτρου F, που μεταβάλλεται με τη θέση της ράβδου, όπως φαίνεται στη διπλανή γραφική παράσταση F → x. Η ράβδος αποκτά την οριακή της ταχύτητα ακριβώς τη στιγμή που εξέρχεται από το μαγνητικό πεδίο, όπου και καταργούμε τη δύναμη .
i) Τι κίνηση εκτελεί η ράβδος, μέχρι την έξοδό της από το μαγνητικό πεδίο; Βρείτε το μέτρο της οριακής ταχύτητας του αγωγού.
ii) Να κάνετε μια ποιοτική γραφική παράσταση της ταχύτητας του αγωγού σε συνάρτηση με το χρόνο.
iii) Πόση θερμική ενέργεια παράγεται στο κύκλωμα εξαιτίας της διέλευσης της ράβδου από το μαγνητικό πεδίο;
iv) Πόσο ηλεκτρικό φορτίο θα διέλθει από μια διατομή του κυκλώματος;
v) Υπολογίστε το χρονικό διάστημα διέλευσης του αγωγού από το μαγνητικό πεδίο.
vi) Τι θα αλλάξει στην κίνηση της ράβδου αν στην πρώτη φάση της κίνησης x₀ ΄= 1,8m;

Απάντηση 

Απάντηση