Sbírka úloh z fyziky
pro základní a střední školy
tíhové zrychlení ... g = 10 m∙s-2
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4
Elektřina a magnetismus
Elektřina a magnetismus Vodič s proudem 5 A je vodorovně zavěšen na obou koncích. Proud prochází před nákresnu. Hmotnost vodiče je 200 g, jeho délka je 20 cm. Vodič byl vložen do homogenního magnetického pole, kde velikost magnetické indukce je 0,5 T, orientace vektoru B je svisle vzhůru.
a) Vychýlí se vodič doleva nebo doprava?
b) Určete velikost úhlu α, o který se zavěšení vodiče odchýlí od svislého směru (viz obr).
Řešení (a):
Směr vychýlení určíme Flemingovým pravidlem levé ruky:
Prsty levé dlaně ukazují směr proudu I (před nákresnu), vektor magnetické indukce B vstupuje do dlaně levé ruky (svisle vzhůru), odchýlený palec levé ruky ukazuje směr působení magnetické síly F, kterou působí pole na vodič s proudem. Proto se vodič vychýlí doleva z pohledu toho, kdo je čelem k nákresně.
Odpověď (a):
Vodič se vychýlí doleva z pohledu toho, kdo je čelem k nákresně.
Řešení (b):
I = 5 A, m = 200 g = 0,2 kg, l = 20 cm = 0,2 m, B = 0,5 T, α = ? °
Na vodič s proudem působí celkem tři síly:
F je tahová síla závěsu
Fg je tíhová síla, jejíž velikost je dána vztahem
Fm je magnetická síla, jejíž velikost je dána vztahem
Výslednice sil Fg a Fm působí proti tahové síle F, takže je výslednice všech tří sil nulová (viz obr.)
Zavěšení vodiče je tedy vychýleno z rovnovážné polohy o úhel α, pro který platí
Odpověď (b):
Zavěšení vodiče se vychýlí doleva o 14° od svislého směru.
