Срочно люди помогайте пожалуйста! Вот Задачки...

Сообщение №2335 от Misha 23 мая 2001 г. 17:25
Тема: Срочно люди помогайте пожалуйста! Вот Задачки...

1) Тонкий провод в виде дуги, составляющий треть кольца радиусом R=15 см, находится в однородном магнитном поле (B=20мТл). По проводу течет ток I=30А. Плоскость в которой лежит дуга, перпендикулярна линиям магнитной индукции, подводящие провода находятся вне поля. Определить силу F , действующую на провод.

2) Металлический шар радиусом R=5 см окружен равномерно слоем фарфора толщиной d=2 см. Определить поверхностные плотности, связанных зарядов соответственно на внутренней и внешней поверхностях диэлектрика. Заряд Q шара равен 10 нКл.

3) По длинному прямому проводу течет ток. Вблизи провода расположена квадратная рамка из тонкого провода сопротивлением R=0,02 Ом. Провод лежит в плоскости рамки и параллелен двум ее сторонам, расстояние до которых соответственно равны а1=10 см, а2=20 см. Найти силу тока в проводе, если при его включении через рамку протекло количество электричества Q=693 мкКл.

4) Эбонитовый шаp pавномеpно заpяжен по объему. Во сколько pаз энеpгия
электpического поля вне шаpа пpевосходит энеpгию поля, сосpедоточенную в
шаpе?

5) Короткая катушка поперечного сечения площадью S=150 см^2, содержит N=200
витков пpовода, по котоpому течет ток I=4А. Катушка помещена в одноpодном
магнитном поле напpяженностью H=8кА/м. Опpеделить магнитный момент катушки, а
также вpащающий момент, действующий на нее со стоpоны поля, если ось катушки
составляет угол 60 гpадусов с линиями индукции.



Отклики на это сообщение:

> 4) Эбонитовый шаp pавномеpно заpяжен по объему. Во сколько pаз энеpгия электpического поля вне шаpа пpевосходит энеpгию поля, сосpедоточенную в шаpе.

Поле вне шара совпадает с полем точечного заряда E = q/r2. Плотность энергии поля - eE2/8p. Чтобы найти энергию поля вне шара интегрируем по сферическим слоям 4pr2dr от R до бесконечности. В результате получаем q2/2R.

Внутри шара поле линейно зависит от радиуса. По теореме Гаусса E=rq/R3. Так же интегрируем по сферическим слоям от 0 до R с учётом e эбонита. В результате получаем eq2/10R. Таким образом отношение энергий вне шара и внутри него равно 5/e.

Кстати, вопрос всем, какова энергия поля точечного заряда? Интеграл то расходится.



> Кстати, вопрос всем, какова энергия поля точечного заряда? Интеграл то расходится.

Энергия тоже расходится. Но точечных зарядов не бывает, даже у электрона есть радиус.
А если просто шар, то мере уменьшения радиуса придется затрачивать работу по сближению зарядов. Именно эта работа и пойдет на увеличение энергии.


>
.
> А если просто шар СЖИМАТЬ, то мере уменьшения радиуса придется затрачивать работу по сближению зарядов. Именно эта работа и пойдет на увеличение энергии.


> > Кстати, вопрос всем, какова энергия поля точечного заряда? Интеграл то расходится.

> Энергия тоже расходится. Но точечных зарядов не бывает, даже у электрона есть радиус.

И всё-таки, чему равна полная энергия электрического поля электрона? Ты предлагаешь модель, в которой электрон - это однородно заряженный шарик. Интересно, насколько такая модель согласуется с экспериментом. И, вообще, при столкновении частицы преобразуются друг в дружку, у них, видимо, разные радиусы при одинаковом заряде. Как это учитывать в балансе энергий? Или энергия поля заряженной частицы уже входит в её массу покоя?


> > > Кстати, вопрос всем, какова энергия поля точечного заряда? Интеграл то расходится.

> > Энергия тоже расходится. Но точечных зарядов не бывает, даже у электрона есть радиус.

> И всё-таки, чему равна полная энергия электрического поля электрона? Ты предлагаешь модель, в которой электрон - это однородно заряженный шарик. Интересно, насколько такая модель согласуется с экспериментом. И, вообще, при столкновении частицы преобразуются друг в дружку, у них, видимо, разные радиусы при одинаковом заряде. Как это учитывать в балансе энергий? Или энергия поля заряженной частицы уже входит в её массу покоя?

Бывает аннигиляция электрона с позитроном.
Всю энергию, включая электростатическую уносит фотон.


> > И всё-таки, чему равна полная энергия электрического поля электрона? Ты предлагаешь модель, в которой электрон - это однородно заряженный шарик. Интересно, насколько такая модель согласуется с экспериментом. И, вообще, при столкновении частицы преобразуются друг в дружку, у них, видимо, разные радиусы при одинаковом заряде. Как это учитывать в балансе энергий? Или энергия поля заряженной частицы уже входит в её массу покоя?

> Бывает аннигиляция электрона с позитроном.
> Всю энергию, включая электростатическую уносит фотон.

Если электрон аннигилирует с позитроном, то энергия полей равна по величине и противоположна по знаку. Так что этот пример не совсем удачный. Вопрос состоит в следующем: входит ли энергия поля в массу покоя частицы. Если да, то какую часть массы покоя составляет энергия поля? Если нет, то либо энергия поля не зависит от частицы-носителя заряда (и, следовательно, от её "диаметра") либо "диаметры" всех частиц одинаковы.

И ещё вопрос, если тебе всё элементарно. Если электрон ускоряется, то он создаёт магнитное поле, у которого тоже есть своя энергия (Зиновия просьба не беспокоиться). Входит ли она в массу частицы и как мы её учитываем в балансе энергий сталкивающихся частиц?


> > > И всё-таки, чему равна полная энергия электрического поля электрона? Ты предлагаешь модель, в которой электрон - это однородно заряженный шарик. Интересно, насколько такая модель согласуется с экспериментом.

++ не предлагаю я. Шарик он или кубик это неважно. Просто некий заряженный объект.

И, вообще, при столкновении частицы преобразуются друг в дружку, у них, видимо, разные радиусы при одинаковом заряде. Как это учитывать в балансе энергий? Или энергия поля заряженной частицы уже входит в её массу покоя?

++Энергия поля не входит в массу покоя.

> > Бывает аннигиляция электрона с позитроном.
> > Всю энергию, включая электростатическую уносит фотон.

> Если электрон аннигилирует с позитроном, то энергия полей равна по величине и противоположна по знаку. Так что этот пример не совсем удачный.

++ Поле равно 0 только в момент столкновения, а когда они были далеко то не 0. Они притягиваются, ускоряются, часть энергии взаимодействия идет на ускорение а часть уносится в виде излучения еще до столкновения.

Вопрос состоит в следующем: входит ли энергия поля в массу покоя частицы.
++не входит, вроде.
Если да, то какую часть массы покоя составляет энергия поля? Если нет, то либо энергия поля не зависит от частицы-носителя заряда (и, следовательно, от её "диаметра") либо "диаметры" всех частиц одинаковы.

Это почему же одинаковы? Энергия поля, наверное зависит от диаметра заряда.

> И ещё вопрос, если тебе всё элементарно.
++Мне не все очевидно. Я вообще давно это учил и после этого не сталкивался.

Если электрон ускоряется, то он создаёт магнитное поле, у которого тоже есть своя энергия (Зиновия просьба не беспокоиться). Входит ли она в массу частицы и как мы её учитываем в балансе энергий сталкивающихся частиц?


Если даже просто движется без ускорение то создает магнитное поле. В массу покоя не входит.
Когда электрон ускоряется то часть энергия уносится излучением. Энергия полученная от источника ускорения идет частично на увеличение магнитного поля, часть уносится излучением, а частично на кинетическую энергию.
(хотя не уверен- может первое и второе одно и то же)


> Andrey: Вопрос состоит в следующем: входит ли энергия поля в массу покоя частицы.

> vk: не входит, вроде.

> Andrey: Если да, то какую часть массы покоя составляет энергия поля? Если нет, то либо энергия поля не зависит от частицы-носителя заряда (и, следовательно, от её "диаметра") либо "диаметры" всех частиц одинаковы.

> vk: Это почему же одинаковы? Энергия поля, наверное зависит от диаметра заряда.

Рассмотрим например распад положительного пиона
p+ -> m++ um

Масса пиона - 140 МэВ, масса мюона - 106 МэВ, какую-то часть энергии унесёт нейтрино. "Размеры" пиона и мюона, видимо, различны, но изменение же энергии поля в общий баланс энергий не включают.

Интересно, что масса заряженных пионов около 140 МэВ, а нейтральных - 135 МэВ. Конечно, напрямую это не значит, что 5 МэВ весит поле, но наводит на размышления. Вообще p+ - мезон описывается комбинацией u-кварка и d-антикварка, а p0-мезон может быть описан комбинацией u-кварка и u-антикварка, так что вообще говоря нейтральный и заряженный пионы - это разные частицы.

> Andrey: И ещё вопрос, если тебе всё элементарно.
> vk: Мне не все очевидно. Я вообще давно это учил и после этого не сталкивался.

Да я понял. Просто может кто-нибудь ещё этим занимается и сможет ответить. Вот Kim, например. Боюсь, что скоро мне это может понадобиться.

И насчёт магнитного поля. Может кто подскажет формулу для магнитного поля равномерно движущегося электрона.



> И насчёт магнитного поля. Может кто подскажет формулу для магнитного поля равномерно движущегося электрона.

H=e[vR]/(сR^3)
[ ] вект произведение
R- радиус вектор от электрона в точку наблюдения.
e v заряд и скорость


> > И насчёт магнитного поля. Может кто подскажет формулу для магнитного поля равномерно движущегося электрона.

> H=e[vR]/(сR^3)
> [ ] вект произведение
> R- радиус вектор от электрона в точку наблюдения.
> e v заряд и скорость

Эта простейшая формула мне известна. Я тут покопался и нашёл более точную формулу, которая описывает множество магнитных эффектов. Может быть как-нибудь наберу её и закину сюда. К тому же я ещё не вполне разобрался, что означает каждый из членов.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100