הקיסיפ 2 -

‫פיסיקה ‪ - 2‬תרגיל ‪10#‬‬
‫‪ .1‬באיור הבא נתון מוט באורך ‪ L‬הנע במהירות קבועה ‪ v‬לאורך שתי מסילות‬
‫מוליכות‪ .‬המערכת נתונה בשדה מגנטי לא אחיד הנוצר על ידי זרם ‪ I‬שזורם‬
‫במקביל למסילה העליונה במרחק ‪.a‬‬
‫‪m‬‬
‫‪, a = 10.5mm, L = 8.67cm, I = 10 A, R = 500mΩ‬‬
‫‪s‬‬
‫‪v = 5.36‬‬
‫א( חשב‪/‬י את הכא"מ המושרה במוט‪.‬‬
‫ב( מה הוא הזרם הנוצר בלולאה המוליכה )המוט ‪ +‬המסילות(?‬
‫ג( באיזה קצב נוצרת האנרגיה במוט?‬
‫ד( איזה כוח חיצוני יש להפעיל על מנת לשמור על המהירות הקבועה ‪?v‬‬
‫ה( באיזה קצב מבצע הגורם החיצוני עבודה על המוט? השווה‪/‬י את‬
‫התוצאה לזו שנתקבלה בסעיף ג(‪.‬‬
‫ו( האם היה מושרה במוט כא"מ אם המסגרת לא הייתה קיימת )רק המוט‬
‫היה קיים( ? )רמז‪ :‬כן!(‬
‫‪ .2‬נתון מוט באורך ‪ ,L‬מסה ‪ ,m‬והתנגדות ‪ R‬הנע ללא חיכוך במורד זוג‬
‫מסילות מקבילות בעלות התנגדות זניחה‪ .‬מישור המסילות מוטה בזווית‬
‫‪ θ‬כלפי המישור האופקי‪ .‬המערכת נתונה בשדה מגנטי אחיד ‪ B‬המאונך‬
‫לאופק‬
‫א( הראה‪/‬י שהמוט יגיע למהירות סופית קבועה‬
‫‪mgR sin θ‬‬
‫‪B 2 L2 cos 2 θ‬‬
‫=‪v‬‬
‫ב( הראה‪/‬י כי הקצב בו נוצרת האנרגיה במוט שווה לקצב‬
‫האיבוד של האנרגיה הפוטנציאלית הכבידתית‪.‬‬
‫ג( דון‪/‬י במקרה בו ‪ B‬היה מכוון כלפי מטה‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫‪L‬‬
‫‪θ‬‬
‫‪ .3‬נתון תיל אינסופי הנושא זרם של ‪ .1.5 A‬במרחק של ‪ 25 cm‬מהתיל‬
‫ובמקביל לו‪ ,‬נמצא מוט באורך ‪ 15 cm‬הנע ימינה במהירות של ‪.20 mm/s‬‬
‫מה הכא"מ הנוצר בין קצות המוט לאחר ‪ 5‬שניות?‬
‫רמז‪ :‬ראה‪/‬י סעיף ו( בשאלה ‪.1‬‬
‫‪v‬‬
‫‪L‬‬
‫‪ .4‬נתון בלם מגנטי )בדומה לזה שיש במונה החשמל הביתי( הבנוי מדיסקה‬
‫בעלת מוליכות ‪ ,σ‬עובי ‪ d‬ומהירות זוויתית ‪ .ω‬הדיסקה מסתובבת סביב‬
‫צירה כאשר באזור האפור מופעל שדה מגנטי אחיד ‪) B‬השדה לא נע עם‬
‫הדיסקה!!(‪ .‬המרחק של האזור ממרכז הדיסקה הוא ‪ ,r‬ושטחו הוא ‪.a2‬‬
‫מצא‪/‬י ביטוי למומנט המאט הפועל על הדיסקה‪.‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ω‬‬
‫‪a2‬‬
‫‪r‬‬
‫‪d‬‬
‫‪) .5‬בונוס( נתונים שני תיילים אינסופיים מקבילים הנושאים זרם ‪ I‬המרוחקים‬
‫במרחק ‪ .d‬בינהם ממוקמת מסגרת מוליכה חסרת התנגדות המרוחקת מרחק‬
‫‪ a‬מכל אחד מהתיילים‪ .‬על שתי צלעותיה יש נגדים בעלי התנגדות ‪ R‬ו‪.2R-‬‬
‫לרוחב המסגרת בצידה השמאלי מניחים מוט מוליך שאורכו ‪ L‬בעל‬
‫התנגדות ‪ .3R‬מושכים את המוט ימינה במהירות קבועה ‪ v‬לאורך המסגרת‬
‫עד לצידה הימני‪) .‬ראה‪/‬י שרטוט(‬
‫א( מהו הכא"מ המושרה במוט ?‬
‫ב( מהו גודל וכיוון הזרם במוט במהלך כל תנועתו ?‬
‫ג( מה ההתנגדות השקולה ומהו‬
‫הזרם על הנגדים במהלך‬
‫תנועת המוט?‬
‫‪I‬‬
‫‪I‬‬
‫‪R2‬‬
‫ד( מהו הכוח החיצוני הדרוש על‬
‫מנת למשוך את המוט במהירות‬
‫קבועה ומה כיוונו?‬
‫‪a‬‬
‫‪v‬‬
‫‪R‬‬
‫‪a‬‬
‫*‪ .6‬נתונה כריכה ריבועית בעלת אורך ורוחב ‪ a ,b‬בהתאמה‪ ,‬הנעה‬
‫‪G‬‬
‫במהירות קבועה ‪ V0‬בכיוון ציר ‪ x‬דרך שדה מגנטי )‪. B = B0 x sin( x‬‬
‫מצא‪/‬י את גודלו וכיוונו של הזרם המושרה בכריכה אם ידוע שהתנגדותה‬
‫של הכריכה היא ‪.R‬‬