ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΗ ΚΑΙ ΕΠΙΒΡΑΔΥΝΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ ΑΓΩΓΟΥ

Ο αγωγός ΚΛ με μάζα m = 0,2 kg αντίστασης R₂ = 1 Ω και μήκος ℓ = 1 m, τη χρονική στιγμή t = 0 εκτοξεύεται με αρχική οριζόντια ταχύτητα μέτρου υ₀ = 4 m/s πάνω σε αγώγιμους ευθύγραμμους αγωγούς μεγάλου μήκους και αμελητέας αντίστασης, μένοντας συνεχώς σε επαφή με αυτούς. Οι δύο αυτοί αγωγοί Αx και Γy συνδέονται με αντιστάτη αντίστασης R₁ = 4 Ω. Το όλο σύστημα βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές (κατά τμήματα) μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β = 1 Τ το οποίο διακόπτεται σε κάποιο σημείο κατά μήκος των αγωγών Αx και Γy για διάστημα s = 2,2 m. Στον αγωγό με την εκτόξευση του ασκούμε και σταθερή οριζόντια δύναμη μέτρου F = 2 Ν όπως φαίνεται στο σχήμα.

α. τι κίνηση θα κάνει ο αγωγός ΚΛ μετά την χρονική στιγμή t = 0; αιτιολογήστε την απάντηση σας.

β. ποια η οριακή ταχύτητα που θα αποκτήσει ο αγωγός;

γ. ποια η τάση V_ΚΛ του αγωγού τη στιγμή που ξαναμπαίνει στο πεδίο;

δ. τι κίνηση θα κάνει ο αγωγός όταν ξαναμπεί στο μαγνητικό πεδίο; αιτιολογήστε την απάντηση σας.

ε. μετά την είσοδο του αγωγού στο πεδίο κάποια στιγμή η δύναμη καταργείται έχοντας διανύσει συνολικά απόσταση d = 9,2 m. Ποιο το ποσό θερμότητας που εκλύεται από τον αντιστάτη R₁ στο περιβάλλον όταν ο αγωγός ΚΛ πάψει να κινείται;

Θεωρήστε ότι ο αγωγός αποκτά την μέγιστη ταχύτητα πριν βγει από το πρώτο πεδίο και ότι το δεύτερο πεδίο έχει αρκετό μήκος ώστε να ηρεμήσει ο αγωγός ΚΛ πριν βγει απ’ αυτό.

Απάντηση ή κατέβασμα