הקיסיפ 2 –

‫פיסיקה ‪ – 2‬תרגיל ‪8#‬‬
‫‪ .1‬א( מה צריכה להיות יכולת ההפרדה במדידת רדיוס הסיבוב בספקטרומטר מסות‬
‫כאשר מנסים להבדיל בין אורניום ‪) 235‬מועשר( לבין אורניום ‪ ? 238‬נתון‬
‫כי משתמשים בספקטרומטר מסות בעל שד"מ בעוצמה של ‪ 2.5 kG‬ומתח‬
‫האצה של ‪) .1kV‬יש לשים לב לרמת למטען של יון אורנים!(‬
‫ב( האם כוח מגנטי משמר? )הוכח‪/‬י‪(...‬‬
‫‪ .2‬רכבת חשמלית מתוכננת בצורה חדשנית‪ .‬הרכבת נוסעת בעזרת הכוח שמפעיל‬
‫הרכיב האנכי של השדה הגנטי של כדור הארץ‪ .‬מזרימים זרם באחד מפסי‬
‫הרכבת‪ ,‬משם הזרם זורם לגלגל‪ ,‬ודרך הציר שמחבר בין שני הגלגלים‪ ,‬הזרם‬
‫זורם לגלגל השני‪ ,‬ומשם חזרה לנקודה ההתחלתית דרך הפס השני ‪.‬‬
‫א( איזה זרם דרוש כדי לתת כוח "קטן" של ‪ ?10 kN‬הנח‪/‬י שהרכיב האנכי של‬
‫השדה המגנטי הוא ‪ ,50 µT‬ואורך הציר שמחבר בין הגלגלים הוא ‪.3m‬‬
‫ב( מההספק שמתבזבז לכל ‪ 1Ω‬של התנגדות בפסי הרכבת ?‬
‫ג( האם רכבת כזאת היא לגמרי לא מציאותית או רק קצת לא מציאותית?‬
‫‪ .3‬נתון תיל בצורת פרסה כמואר באיור‪ .‬הזרם העובר בתיל הוא ‪ ,I=10.5A‬רדיוס‬
‫הפרסה הוא ‪.R=5.7mm‬‬
‫א( חשב‪/‬י את גודלו וכיוונו של השדה המגנטי ‪ B‬בנקודה ‪.b‬‬
‫ב( חשב‪/‬י את השדה המגנטי בנקודה ‪ a‬המרוחקת במרחק ‪ L‬מנקודה ‪,b‬‬
‫כאשר ‪.L>>R‬‬
‫‪·b‬‬
‫‪·a‬‬
‫‪R‬‬
‫‪L‬‬
‫‪ .4‬נתונה דיסקה קטנה מפלסטיק בעלת רדיוס ‪ R‬טעונה בצפיפות אחידה במטען ‪.q‬‬
‫‪ω‬‬
‫הדיסקה מסתובבת סביב צירה במהירות זוויתית ‪ .ω‬הראה‪/‬י כי‪:‬‬
‫א( השדה המגנטי במרכז הדיסקה נתון על ידי ‪. B = µ0ω g‬‬
‫‪R‬‬
‫‪2π R‬‬
‫ב( המומנט המגנטי של הדיפול שנוצר נתון על ידי ‪. µ = ω gR‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪) .5‬בונוס( הערך‪/‬י את המרחק הכולל שעובר יון של דאוטרון )איזוטופ של מימן‬
‫בעל פרוטון וניטרון( בציקלוטרון בתהליך ההאצה‪ .‬מתח ההאצה בין שני ה'די'‬
‫הוא ‪ ,80 kV‬רדיוסו של כל 'די' הוא ‪ 53‬ס"מ ותדירות מקור המתח היא‬
‫‪.12 MHz‬‬
‫*‪ .6‬המוליך בציור נושא זרם של ‪ .1A‬בניצב למוליך קיים שדה מגנטי קבוע‬
‫של ‪ 0.005T‬היוצא החוצה מהדף ‪ .‬מה הכוח )כווקטור( הפועל על‬
‫המוליך?‬
‫‪3R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪Ι=1Α‬‬
‫‪2R‬‬
‫‪3R‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R‬‬
‫*‪ .7‬נתון תיל בתצורה המתוארת באיור‪ .‬הקטעים המעוגלים הם קשתות‬
‫קוצנטריות בעלות רדיוסים ‪ R1‬ו‪ .R2-‬חשב‪/‬י את השדה בנקודה ‪ P‬כאשר נתון‬
‫כי‬
‫‪2π‬‬
‫‪rad , R1 = 17cm , R2 = 45cm , I = 3.6 A‬‬
‫‪3‬‬
‫=‪θ‬‬
‫‪I‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪θ‬‬
‫‪P‬‬
‫‪R1‬‬
‫*‪ .8‬בתיל האינסופי שבציור זורם זרם ‪ .I‬מסתו ליחידת אורך הינה ‪ . µ‬השדה‬
‫המגנטי מאונך למישור הדף‪ .‬ידוע שעבור המצב הנ"ל התיל מרחף‪.‬‬
‫א( מהו כיוון השדה המגנטי )פנימה או החוצה(?‬
‫ב( מהו גודל השדה?‬
‫ג( מסובבים את התיל סביב הציר המקווקו )הניצב לו( בזווית ‪ . α‬מהי‬
‫תאוצת התיל כתלות בזווית?‬
‫‪g‬‬
‫‪I‬‬
‫‪G‬‬
‫? ⊗ או ‪B = Ο‬‬