----------------------------------- C_Ovidiu 29 Oct 2007 23:35 Inel ce patrunde in camp magnetic ----------------------------------- Dintr-un fir conductor foarte subtire se realizeaza un inel circular cu raza a, având masa m si inductanta L. Inelul patrunde, prin translatie cu viteza V0 , intr-o regiune unde exista un câmp magnetic uniform cu inductia magnetica B =const , zburând intr-un plan .perpendicular pe liniile câmpului magnetic, asa cum indica figura 1. Rezistenta electrica a inelului este foarte mica, neglijabila pe durata intrarii si a iesirii inelului din regiunea câmpului magnetic. a) Sa se determine viteza inelului imediat dupa patrunderea totala in regiunea unde exista câmpul magnetic. Ce conditie trebuie îndeplinita pentru a fi posibila patrunderea inelului, in totalitate, in regiunea câmpului magnetic? Sa se justifice caracterul miscarii inelului (accelerat/uniform/încetinit) pe durata patrunderii in câmp. b) Sa se justifice caracterul miscarii inelului (accelerat/uniform/încetinit) in interiorul regiunii unde exista câmpul magnetic uniform, daca pe durata (suficient de mare) a deplasarii in regiunea câmpului magnetic (d » a) , curentul electric din inel dispare foarte lent. c) Sa se determine viteza inelului dupa iesirea din regiunea in care actioneaza câmpul magnetic. Ce conditie trebuie îndeplinita pentru ca inelul sa poata iesi din regiunea in care exista câmpul magnetic? Sa se justifice caracterul miscarii inelului (accelerat/uniform/încetinit) pe durata iesirii din câmp. Sa se identifice un sistem mecanic a carui evolutie sa modeleze procesul analizat in problema. problema a fost data la concursul evrika 2003 la clasa a XI-a http://fizica.trei.ro/olimpiade/Evrika/Evrika2003.zip. Presupunand ca stiu cum se rezolva a,b,c ma poate ajuta cineva sa gasesc un sistem mecanic a carui evolutie sa modeleze procesul analizat in problema ? Am gasit si eu cateva analogii , dar sunt trase putin de par. ----------------------------------- Abel Cavași 30 Oct 2007 02:40 ----------------------------------- Energia cinetică inițială este frânat când pătrunde în câmp. b). Din moment ce câmpul magnetic este uniform, iar curentul electric în conductor nu scade, viteza finală în câmp este constantă. c). Viteza inelului după ieșire trebuie să fie egală cu viteza inelului înainte de intrare, deoarece s-a presupus că inelul nu pierde energie în câmp. Altfel ar trebui să ni se dea ritmul în care se pierde această energie. Condiția care trebuie îndeplinită pentru ca inelul să poată ieși din câmp este asemănătoare cu condiția îndeplinită pentru intrare: accelerat, deoarece energia totală trebuie să se conserve, iar inelul pierde energia magnetică, pierdere care trebuie să se reflecte în creșterea energiei lui cinetice. Modelul mecanic mai interesant care îmi vine acum în minte este prezentat în figura de mai jos în care o bilă se rostogolește fără frecare pe cele două suprafețe. http://lh5.google.com/abel.cavasi/RyZtV9_n83I/AAAAAAAACM0/oDUTZWDLcfA/s400/rostogolire.jpg Bila ajunsă pe suprafața mai înaltă se comportă ca și inelul ajuns în câmpul magnetic. ----------------------------------- C_Ovidiu 30 Oct 2007 15:30 ----------------------------------- Se spune in problema ca , in timpul deplasarii in camp curentul scade la 0 . Asadar isi pierde energia inmagazinata in in camp magnetic(daca m-am exprimat bine) , viteza dupa intrare ramanand constanta in timpul deplasarii in camp. . Acest lucru se intampla datorita rezistentei inelului , care nu mai e neglijabila (in problema se neglijeazarezistenta doar la intrare , iesire ), corpul eliberand caldura . La iesire este din nou franat , inmagazinand iarasi o energie magnetica . Asa mi-a iesit mie , daca vreti pun si demonstratiile . Am gresit ceva ? Presupunand ca e asa cum am zis eu , cum poate fi facut un sistem mecanic analog. Singura energie "mecanica " (nu stiu sigur daca ii pot zice asa) pe care o poate pierde un corp , fara sa-si micsoreze viteza(cum o pierde inelul) , mi s-a parut caldura .Mai este alta ? ----------------------------------- Abel Cavași 31 Oct 2007 07:27 Frecarea nu mai trebuie neglijată ----------------------------------- Se spune in problema ca , in timpul deplasarii in camp curentul scade la 0 .Într-adevăr, dacă aș fi citit mai atent problema, aș fi luat în considerare că durata mișcării inelului în câmp magnetic este mare și că rezistența inelului nu este nulă, ci doar neglijabilă în intervalul de timp scurt de la intrarea și ieșirea din câmp.Asadar isi pierde energia inmagazinata in in camp magnetic(daca m-am exprimat bine) , viteza dupa intrare ramanand constanta in timpul deplasarii in camp. . Acest lucru se intampla datorita rezistentei inelului , care nu mai e neglijabila (in problema se neglijeazarezistenta doar la intrare , iesire ), corpul eliberand caldura . La iesire este din nou franat , inmagazinand iarasi o energie magnetica . Asa mi-a iesit mie , daca vreti pun si demonstratiile . Am gresit ceva ?Corect, n-ai greșit nimic, deoarece energia magnetică depinde de pătratul intensității, deci chiar dacă la ieșire intensitatea curentului are acum semn opus, energia este pozitivă. Presupunand ca e asa cum am zis eu , cum poate fi facut un sistem mecanic analog. Singura energie "mecanica " (nu stiu sigur daca ii pot zice asa) pe care o poate pierde un corp , fara sa-si micsoreze viteza(cum o pierde inelul) , mi s-a parut caldura .Mai este alta ?În acest caz, sistemul mecanic ce modelează fenomenul trebuie să țină seama de forțele de frecare. Așadar, el va fi cel din figura de mai jos, în care, de data aceasta, suprafețele au coeficientul de frecare nenul. http://lh3.google.com/abel.cavasi/RygCs9_n84I/AAAAAAAACM8/7NK7OAIpS30/s400/rostogolire%20cu%20frecare.jpg De data aceasta, energia totală a sistemului la ieșire nu mai este Singura energie "mecanica " (nu stiu sigur daca ii pot zice asa) pe care o poate pierde un corp , fara sa-si micsoreze viteza(cum o pierde inelul) , mi s-a parut caldura .Mai este alta ?Numim „căldură” orice schimb de energie care se face fără schimb de lucru mecanic. Dar asta nu înseamnă că aici este implicată viteza. Putem efectua lucru mecanic asupra unui sistem chiar dacă nu modificăm viteza lui. Este suficient să-i imprimăm o mișcare de rotație (sau, după cum se va vedea în viitor, o mișcare de [url=http://www.astronomy.ro/forum/viewtopic.php?t=917]precesie :)). Felicitări pentru problemele puse!