Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 10444
2019-05-11 
Известно, что геомагнитное поле имеет дипольный характер. На северном полюсе индукция магнитного поля Земли равна $6 \cdot 10^{-5} Тл$. Индукция магнитного поля над Лондоном равна $5 \cdot 10^{-5} Тл$, а угол склонения составляет $66^{ \circ}$. Гигантский реактивный самолет с размахом крыла 80 м, длиной 60 м и толщиной 8 м летит горизонтально со скоростью 720 км/ч. Оцените разность потенциалов, которую можно было бы обнаружить на поверхности реактивного самолета, когда он летит:
а) над северным полюсом;
б) на север, через экватор;
в) на восток над экватором;
г) на северо-запад над Лондоном.
Решение:
В единицах СИ скорость самолета равна 200 м/с.
а) Магнитное поле направлено вертикально вниз, и индуцированное напряжение равно
$U = Blv = 6 \cdot 10^{-5} Тл \cdot 80 м \cdot 200 м/с = 960 мВ$
при более высоком потенциале на верхней части крыла правого борта.
б) Движение самолета параллельно магнитному полю, поэтому никакая разность потенциалов не возникает.
в) Так как магнитное поле - это поле диполя, то на экваторе индукция магнитного поля в два раза меньше, чем на полюсе. Поле горизонтально, и индуцированное напряжение равно $3 \cdot 10^{-5} Тл \cdot 8 м \cdot 200 м/с = 48 мВ$ с более высоким потенциалом на днище самолета.
г) Вертикальная составляющая индукции магнитного поля равна $5 \cdot 10^{-5} \cdot \sin 66^{ \circ} Тл$, а составляющая скорости самолета равна $200/ \sqrt{2} м/с$, что приводит к разности потенциалов 520 мВ между концами крыльев с более высоким потенциалом у правого борта. Аналогично, разность потенциалов 23 мВ появляется между верхней точкой (с более высоким потенциалом) и днищем самолета.
Известно, что геомагнитное поле имеет дипольный характер. На северном полюсе индукция магнитного поля Земли равна $6 \cdot 10^{-5} Тл$. Индукция магнитного поля над Лондоном равна $5 \cdot 10^{-5} Тл$, а угол склонения составляет $66^{ \circ}$. Гигантский реактивный самолет с размахом крыла 80 м, длиной 60 м и толщиной 8 м летит горизонтально со скоростью 720 км/ч. Оцените разность потенциалов, которую можно было бы обнаружить на поверхности реактивного самолета, когда он летит:
а) над северным полюсом;
б) на север, через экватор;
в) на восток над экватором;
г) на северо-запад над Лондоном.
Решение:
В единицах СИ скорость самолета равна 200 м/с.
а) Магнитное поле направлено вертикально вниз, и индуцированное напряжение равно
$U = Blv = 6 \cdot 10^{-5} Тл \cdot 80 м \cdot 200 м/с = 960 мВ$
при более высоком потенциале на верхней части крыла правого борта.
б) Движение самолета параллельно магнитному полю, поэтому никакая разность потенциалов не возникает.
в) Так как магнитное поле - это поле диполя, то на экваторе индукция магнитного поля в два раза меньше, чем на полюсе. Поле горизонтально, и индуцированное напряжение равно $3 \cdot 10^{-5} Тл \cdot 8 м \cdot 200 м/с = 48 мВ$ с более высоким потенциалом на днище самолета.
г) Вертикальная составляющая индукции магнитного поля равна $5 \cdot 10^{-5} \cdot \sin 66^{ \circ} Тл$, а составляющая скорости самолета равна $200/ \sqrt{2} м/с$, что приводит к разности потенциалов 520 мВ между концами крыльев с более высоким потенциалом у правого борта. Аналогично, разность потенциалов 23 мВ появляется между верхней точкой (с более высоким потенциалом) и днищем самолета.
