Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4909
2017-11-07 
По двум проводящим горизонтальным рельсам в вертикальном магнитном поле могут без трения перемещаться две одинаковые проводящие перемычки массой $m$ каждая. Одной из перемычек сообщают скорость $v$, направленную вдоль рельсов. Определить, как будут двигаться перемычки через некоторый достаточно большой промежуток времени и какое количество тепла выделится в цепи за это время.
Решение:
Рассмотрим, какие процессы способствуют изменению характера движения перемычек в отсутствие сил трения. Очевидно, что на концах движущейся после толчка перемычки в вертикальном магнитном поле возникнет ЭДС индукции. Рельсы и вторая перемычка представляют внешнюю нагрузку замкнутой цепи, и по второй перемычке потечет ток. Под действием силы Ампера эта перемычка придет в движение в том же направлении. При этом на её концах также возникнет ЭДС индукции, которая по отношению к ЭДС, возникшей в первой перемычке, будет направлена навстречу и, следовательно, суммарный ток в цепи уменьшится и, соответственно, уменьшится её ускорение.
Первая перемычка будет тормозиться, так как направление силы Ампера, действующей на неё, противоположно её скорости движения. В конце концов через некоторый промежуток времени скорости перемычек $v_{1}$ и $v_{2}$ сравняются. При этом ток в цепи, состоящей из перемычек и рельсов, исчезнет так как в этой цепи одинаковые ЭДС с одинаковыми внутренними сопротивлениями будут включены навстречу.
Из закона сохранения импульса имеем $v_{1} = v_{2} = \frac{v}{2}$. Величину энергии $W$, выделившуюся в виде тепла, определим, воспользовавшись законом сохранения энергии
$\frac{mv^{2}}{2} = 2 \frac{m \left ( \frac{v}{2} \right )^{2}}{2} + W; W = \frac{mv^{2}}{4}$.
Строго говоря, мы здесь не учли энергию излучения, обусловленную неравномерностью движения перемычек, однако эта энергия мала при реально достижимых значениях скорости $v$ и индукции $B$ магнитного поля.
По двум проводящим горизонтальным рельсам в вертикальном магнитном поле могут без трения перемещаться две одинаковые проводящие перемычки массой $m$ каждая. Одной из перемычек сообщают скорость $v$, направленную вдоль рельсов. Определить, как будут двигаться перемычки через некоторый достаточно большой промежуток времени и какое количество тепла выделится в цепи за это время.
Решение:
Рассмотрим, какие процессы способствуют изменению характера движения перемычек в отсутствие сил трения. Очевидно, что на концах движущейся после толчка перемычки в вертикальном магнитном поле возникнет ЭДС индукции. Рельсы и вторая перемычка представляют внешнюю нагрузку замкнутой цепи, и по второй перемычке потечет ток. Под действием силы Ампера эта перемычка придет в движение в том же направлении. При этом на её концах также возникнет ЭДС индукции, которая по отношению к ЭДС, возникшей в первой перемычке, будет направлена навстречу и, следовательно, суммарный ток в цепи уменьшится и, соответственно, уменьшится её ускорение.
Первая перемычка будет тормозиться, так как направление силы Ампера, действующей на неё, противоположно её скорости движения. В конце концов через некоторый промежуток времени скорости перемычек $v_{1}$ и $v_{2}$ сравняются. При этом ток в цепи, состоящей из перемычек и рельсов, исчезнет так как в этой цепи одинаковые ЭДС с одинаковыми внутренними сопротивлениями будут включены навстречу.
Из закона сохранения импульса имеем $v_{1} = v_{2} = \frac{v}{2}$. Величину энергии $W$, выделившуюся в виде тепла, определим, воспользовавшись законом сохранения энергии
$\frac{mv^{2}}{2} = 2 \frac{m \left ( \frac{v}{2} \right )^{2}}{2} + W; W = \frac{mv^{2}}{4}$.
Строго говоря, мы здесь не учли энергию излучения, обусловленную неравномерностью движения перемычек, однако эта энергия мала при реально достижимых значениях скорости $v$ и индукции $B$ магнитного поля.
