Комбинированная задача из радела «Подготовка к ЕГЭ по физике», объединяющая темы «Динамика» и «Магнитное поле». 11 класс

На шероховатом не проводящем диске, расположенном в горизонтальном плоскости, лежит точечное тело, находящееся на расстоянии R=0,5 м от центра диска, и несущее заряд q=75 мкКл. Диск равномерно вращается вокруг своей оси против часовой стрелки (если смотреть сверху), совершая 0,5 оборотов в секунду. Коэффициент трения между телом и поверхностью диска равен 0,6. Какой должна быть минимальная масса  тела для того, чтобы в однородном магнитном поле с индукцией В=2 Тл, направленном вертикально вверх, тело не скользило по поверхности диска?

Довольно стандартная задача на движение тела по окружности и покой тела на вращающемся диске. А раз это стандартная задача — то для решения можно использовать алгоритм на решение задач на законы Ньютона.

Согласно алгоритму указываем все силы, действующие на тело. Помимо сил тяжести , реакции опоры и силы трения, действующих на это тело на вращающемся диске,  необходимо учитывать силу Лоренца. Так как тело имеет электрический заряд. Направление силы Лоренца определяем по правилу левой руки.

Сумма сил, действующих на тело равна равнодействующей сила, сообщающей телу центростремительное ускорение.

Выбрав удобное направление координатных осей и спроецировав векторное уравнение на оси, получаем систему уравнений. Эту систему и будем решать относительно неизвестной величины — массы тела, покоящегося на вращающемся диске.

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.