2016-12-18
Катушка, по виткам которой течет ток $I$, стоит вертикально на горизонтальной плоскости. Масса катушки $m$, число витков $n$. При какой индукции В однородного магнитного поля, направленного горизонтально, катушка опрокинется?
Решение:
Запишем условие равновесия катушки относительно оси $O^{ \prime}O$, лежащей перпендикулярно плоскости рисунка и проходящей через точку А, в критический момент, когда все точки донышка за исключением точки А (на оси $O^{ \prime}O$), вокруг которой катушка опрокидывается, оторвались от горизонтальной поверхности на очень малое расстояние:
$mgR = nB \pi R^{2}I$, (1)
где $mgR$ — момент силы тяжести относительно оси $O^{ \prime}O$, $B \pi R^{2} I$ — момент силы Ампера, действующий на один виток (см. задачу 1579). Сила реакции со стороны поверхности проходит через точку А на оси $O^{ \prime}O$, и ее момент относительно $O^{ \prime}O$ равен нулю.
Из (1) получаем:
$B = \frac{mg}{n \pi RI}$.