Естественные науки

Найти наибольшее удаление h его от этой пластины и величину его энергии W при наибольшем удалении.

Seda Nazaretyan
Seda Nazaretyan
98
Возьми два ур-ния, описывающие поведение тока в магнитном поле:

M = [p^B] — (все вектора):
F = (p^B) — (тоже вектора).

F определяет втягивание (принудительное отталкивание) в магнитное поле кругового тока p = I*S (I — ток, скаляр), M — вращающий момент контура.

Электрон будет двигаться по спирали и в конечном итоге создаст круговой ток, двигаясь по круговой траектории. Вопрос в том, в какой плоскости. Это можно и вывести, но проще представить.

Итак, направление магнитного момента р должно совпасть с направлением В — тогда sin(p^b) = 0 и M = 0. Всё: виток застабилизировался.

Сила же F стала максимальной, и он пойдёт по линиям магнитного поля. Получили "пружину" траектории, поскольку магнитное поле равномерное. А вообще, поскольку круговой ток втягивается в магнитное поле так, чтобы его энергия стала максимальной. В данном случае это невозможно — некуда втягиваться: поле-то равномерное. Следовательно, он так и останется крутиться в плоскости линий электрического поля перпендикулярной линиям магнитного поля.

Траектория его такова: от отрицательной пластины по окружности против ускоряющего электрического поля (ускорение) до верхней точки и потом продолжает ту же окружность опять до пластины (торможение), достигая её с начальной нулевой скоростью. Вечный двигатель — реактивная система: изменение энергии по контуру равно нулю.

Физически это вполне обосновано: ничто из ниоткуда не берётся, а начальную энергию даёт работа, совершённая силой F = eE, которая — работа — на обратном ходу окружности возвращается электрическому полю.

Теперь вопрос лишь в расчёте диаметра окружности контура и энергии электрона в верхней точке — через полоборота. Переходной процесс выхода на предельную окружность рассматривать не будем, поскольку во времени он бесконечно долог. Воспользуемся не временными, а параметрискими ур-ниями, а точнее — сжульничаем и сразу попадём в предельный цикл — нам ведь нужны лишь его параметры max(h, W).

Выведешь сам? Сначала в общем виде, а уж подставить конкретнве значения для получения ответа можно и позже :)

Успехов!
Артем Ногтев
Артем Ногтев
87 472
Лучший ответ
Seda Nazaretyan Да в том-то и проблема, что я практически 0 в этих задачах. Был бы очень благодарен за полное решение, но за это тоже огромное спасибо!

Похожие вопросы