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[Risolto] esercizio fisica ii

  

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Una spira rettangolare conduttrice di massa $m=150 g$, resistenza $R=0.75 \Omega$ e dimensioni $a=80 cm$ e $l$ cade da ferma in una regione in cui agisce un campo magnetico $B=0.8 T$ perpendicolare. La spira decelera finché raggiunge la velocità di regime $v _{\infty}$. Calcolare: a) la velocità di regime $v _{\infty}$ fintanto che solamente il lato inferiore della spira è immerso nel campo magnetico e b) come prosegue il moto quando tutta la spira è completamente immersa nel campo magnetico.

Immagine 2025 07 01 214141

ho provato a svolgere l'esercizio calcolando la forza che agisce sul lato inferiore della spira (ricavando l'intesità di corrente dalla fem indotta). Poi ho posto la forza così calcolata uguale alla forza peso e ho ricavato la velocità di regime. Non sono sicura di come svolgere il secondo punto e non avendo a disposizione le soluzioni non so se il mio approccio al primo punto è corretto. 

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La risposta alla prima parte del problema è corretta. La riporto per completezza:

Calcoliamo il flusso magnetico:

$ \Phi(B(t)) = Bax(t)$

dove $x$ è la posizione della sbarretta e $a$ la larghezza.

La fem indotta è dunque:

$ fem = \frac{d \Phi}{dt} = Bav$

da cui ricaviamo la corrente indotta:

$ I = \frac{fem}{R} = \frac{Bav}{R}$

La forza magnetica che agisce sul lato inferiore è:

$F_m = BIa = Ba\cdot \frac{Bav}{R} = \frac{B^2a^2v}{R}$

Poiché la spira si muove alla velocità di regime (costante), la somma delle forze è nulla dunque in modulo abbiamo che:

$ F_m = P$

$\frac{B^2a^2v}{R} = mg$

$v = \frac{mgR}{B^2a^2}$

Nel momento in cui tutta la spira è immersa nel campo magnetico, non avremo più variazione di flusso dato che l'area intercettata è costante e pari all'area della spira. Di conseguenza non avremo corrente indotta nella spira e nemmeno forza magnetica indotta.

Ciò implica che l'unica forza ad agire sulla spira è la forza peso, dunque la spira comincerà a muoversi di moto accelerato, con accelerazione pari a $9.8\,m/s^2$. 

@n_f 

c'era un errore, grazie @nik!

@n_f 

di niente

saluti



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esFisicaiitrac
esFisicaiipart

 

a)
e(t) = B*v(t)*a

i(t) =e(t)/r = B*v(t)*a /r =0.8*0.8*v(t)/0.75

F= Bi*a = B*B*a*a*v(oo)/r = m*g

v(oo)=r*g*m/(B²*a²) = 0.75*9.8*0.150/(0.8²*0.80²)=~2.69 m/s

b)
prosegue di moto uniformemente accelerato con P =mg, visto che F si annulla... 

 

.....................................................................................

mi accorgo ora che la tua domanda era un'altra...

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ho provato a svolgere l'esercizio calcolando la forza che agisce sul lato inferiore della spira (ricavando l'intesità di corrente dalla fem indotta). Poi ho posto la forza così calcolata uguale alla forza peso e ho ricavato la velocità di regime. Non sono sicura di come svolgere il secondo punto e non avendo a disposizione le soluzioni non so se il mio approccio al primo punto è corretto.

<

...non so risponderti , ma io ho usato lo stesso procedimento.

@nik  io ho trovato che la forza che agisce sul lato inferiore della spira è 

$$ F=\frac{vB^2a^2}{R} $$

... che io ho posto = mg... per ricavare v(oo)...

... ma da questo a garantirti che è giusto...

 

...suggerisco l'analisi dimensionale.

 

B^2*a*v/R---> ( V^2*s^2/m^4)*m*m/(ohm*s) = V*A*s/m^2=J/m^2=N/m ???

 

a^2 ???

 

hai ragione è a^2!

 

... la tua formula è esatta!!!



Risposta
SOS Matematica

4.6
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