Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1297
2016-10-21 
Известно, что сверхпроводники выталкивают из себя не очень сильное магнитное поле; при этом внутри сверхпроводника магнитное поле равно нулю. Благодаря этому эффекту кусок сверхпроводника может парить в подвешенном состоянии в магнитном поле (такая демонстрация называется «гроб Магомета»). Положим на сверхпроводящий образец, парящий в магнитном поле, немагнитный грузик такой же массы. Во сколько раз нужно увеличить индукцию магнитного поля, чтобы образец с грузом парил на том же расстоянии от магнита, что и раньше?
Решение:
Магнитное поле внутри сверхпроводника равно нулю потому, что по его поверхности течёт ток, создающий собственное магнитное поле, которое и компенсирует внешнее магнитное поле $B$. Сила этого тока $I$, очевидно, должна быть пропорциональна индукции внешнего магнитного поля: $I \sim B$. Согласно закону Ампера, сила $F$ взаимодействия этого тока с внешним магнитным полем пропорциональна произведению $I$ и $B$, то есть $F \sim B^{2}$. Эта сила и уравновешивает сверхпроводящий образец. Следовательно, для того, чтобы скомпенсировать удвоение веса образца, то есть увеличение силы $F$ в два раза, нужно увеличить индукцию магнитного поля в $\sqrt{2}$ раз.
Известно, что сверхпроводники выталкивают из себя не очень сильное магнитное поле; при этом внутри сверхпроводника магнитное поле равно нулю. Благодаря этому эффекту кусок сверхпроводника может парить в подвешенном состоянии в магнитном поле (такая демонстрация называется «гроб Магомета»). Положим на сверхпроводящий образец, парящий в магнитном поле, немагнитный грузик такой же массы. Во сколько раз нужно увеличить индукцию магнитного поля, чтобы образец с грузом парил на том же расстоянии от магнита, что и раньше?
Решение:
Магнитное поле внутри сверхпроводника равно нулю потому, что по его поверхности течёт ток, создающий собственное магнитное поле, которое и компенсирует внешнее магнитное поле $B$. Сила этого тока $I$, очевидно, должна быть пропорциональна индукции внешнего магнитного поля: $I \sim B$. Согласно закону Ампера, сила $F$ взаимодействия этого тока с внешним магнитным полем пропорциональна произведению $I$ и $B$, то есть $F \sim B^{2}$. Эта сила и уравновешивает сверхпроводящий образец. Следовательно, для того, чтобы скомпенсировать удвоение веса образца, то есть увеличение силы $F$ в два раза, нужно увеличить индукцию магнитного поля в $\sqrt{2}$ раз.
