Problema resolt camp magnètic (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ingeniería de Diseño Industrial y Desarrollo del Producto - 1º curso
Asignatura Física
Año del apunte 2014
Páginas 1
Fecha de subida 18/05/2014
Descargas 3
Subido por

Descripción

Barra de massa m... (Llei Faraday-Lenz)

Vista previa del texto

Una barra de massa m cau fent contacte elèctric amb dos fils conductors verticals coplanaris units per una resistència R. La distància entre els dos fils es de l i en l’espai que envolta el conjunt hi ha un camp magnètic B perpendicular al pla. Inicialment la barra està parada.
-L'àrea inscrita pel circuit tancat augmenta mentre la barra va caient i el flux de camp magnètic augmentarà x x I x x xB x x x x x x x x x x x x x x x -Es crearà una força electromotriu ε i una intensitat de corrent I que depèn de la velocitat de la barra v. Aquesta intensitat de corrent té un sentit que s'oposa a l'augment del flux de camp magnètic.
ε ε = − Blv , I = R -Apareix una força Fm sobre la barra (o sobre la intensitat que transporta la barra) que frena el seu moviment.
-Tenim doncs dues forces, el pes P i la força magnètica Fm que fa el camp B sobre la intensitat induïda I.
B 2l 2v , -Podem calcular quina serà la força total sobre la barra Fm = − IlB = − -i la seva acceleració B 2l 2 a = g − v mR -integrant trobem la velocitat en funció del temps R B l ⎞ − t gmR ⎛⎜ v = 2 2 1 − e mR ⎟ ⎟ B l ⎜⎝ ⎠ -Quan t es fa molt gran (tendeix a •) , la velocitat tendeix a v = 2 2 gmR , i si esperéssim B 2l 2 encara més temps ja no variaria més (règim estacionari) -això també es pot trobar pensant que a mesura que augmenta la velocitat de la barra també augmenta la Fm , i quan t → ∞ , la força B 2l 2 v = + = − F P F mg magnètica serà igual al pes: ∑ m R -També es pot pensar quin és el balanç energètic en règim estacionari: L'energia donada per la força de la gravetat quan ha caigut una certa alçada h, W = mgh no es transforma en energia cinètica de la barra ja que a aquesta no li augmenta la velocitat, sinó que es transforma en un altre tipus d'energia. Quina?, S'acabarà finalment dissipant en el circuit elèctric, a la resistència, per efecte Joule: 2 ⎛ Blv ⎞ 2 W = mgh = PJ t = I Rt = ⎜ ⎟ Rt R ⎝ ⎠ B 2l 2 v 2 i per tant Rt mgh = R2 h gmR i si baixa a velocitat constant: = v i per tant v = 2 2 Bl t ...