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[Risolto] Fisica 2, circuito triangolare in un campo magnetico

  

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Ciao a tutti, credo di avere risolto questo esercizio di fisica ma non sono sicuro del procedimento usato per il primo punto, qualcuno mi può dire se il procedimento è giusto oppure è tutto da rifare?

Metto le immagini dell'esercizio.

 

Un circuito a forma di triangolo equilatero di lato $b\,=\, 20\,cm$ , massa $m\,=\, 10\,g$ e resistenza $R\,= 0.5\, \Omega$, si muove con velocità costante $v_{0} = 5 \frac{m}{s}$ lungo l’asse x. Nel semipiano $x ≥ 0$ esiste un campo magnetico $B\,=\,0.8 \, T$ uniforme costante, perpendicolare al piano contente il circuito, mentre per $x < 0$  $B = 0$. Calcolare la velocità della spira in funzione della distanza $x$ percorsa dal vertice dall’istante $t\,=\,0$ in cui inizia ad entrare nel campo magnetico, la velocità $v_{1}$ con cui la spira continua il suo moto una volta entrata completamente nel campo magnetico, la carica $q$ che percorre il circuito nell’intero processo.

 

Ho calcolato la forza elettromotrice come $\epsilon \,=\, \int_{0}^{b}{\frac{F}{q} \cdot ds} \,=\, \int_{0}^{b}{v \, X \, B \cdot ds}$ 

in cui $ds \,=\, dx \, u_{x} + dy \, u_{y}$ è un tratto infinitesimo di uno dei lati del triangolo.

Ricavo $\epsilon \,=\, B \cdot v \cdot y \,=\, B \cdot v \cdot x \cdot tan(\alpha)$ 

Moltiplico il risultato per $2$ visto che c'è anche il contributo dell'altro lato del triangolo.

Calcolo la corrente come $\dfrac{\epsilon}{R} \,=\, \dfrac{2 \cdot B \cdot v \cdot x \cdot tan(\alpha)}{R}$

in verso orario

 

Con la corrente nel circuito si genera una forza perpendicolare ai due lati del triangolo immersi in $B$, le componenti lungo $y$ si annullano tra loro mentre le componenti lungo $x$ si sommano con verso $- u_{x}$

Calcolo l'attrito magnetico come : $-2 \cdot i \cdot \dfrac{x}{cos(\alpha)} \cdot B \, u_{x}$

$\,=\, -4 \cdot B \cdot tan^{2}(\alpha) \cdot \dfrac{x^{2}}{R} u_{x}$ 

Il $4$ l'ho ottenuto moltiplicando per 2, come prima.

Nota la dipendenza della $x$ della forza calcolo la velocità per separazione delle variabili e integrazione:

$m \dfrac{dv}{dt} \,=\, -4 \cdot B \cdot tan^{2}(\alpha) \cdot \dfrac{x^{2}}{R}$

$v(x) \,=\, v_{0} - \dfrac{4 \cdot B \cdot tan^{2}(\alpha)\cdot v}{3 \cdot m \cdot R}$ 

 

Per il calcolo di $v_{1}$ al posto di $x$ metto $b \cdot cos(\alpha)$, mentre per calcolare la carica totale fluita nel circuito applico la legge di Felici.

Esercizio
Esercizio 2
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riferimento

 essendo il tuo alfa =60°/2 = 30° e tan30° = 1/sqrt3 = sqrt3/3

{asse x passante per il vertice opposto al lato ove è b):

y = x*tan30° ---> dy/dt = tan30°*dx/dt = tan30°*v(t)

S/2= x*y/2   --> S = x*y  ---> dS/dt = x*dy/dt + y* dx/dt = x*v*tan30° + y*v

quindi:

|e(t)| = dphi/dt = B*dS/dt = Bv( x*tan30° + y)  = 2 Bv(xtan30°)     {o 2Bvy}

che pare coincidere con la fem da te calcolata 

I= |e|/R = 2 Bv(xtan30°)/R 

intanto dphi > 0 implica {segno - di Lenz} che I va in senso contrario {orario ---> ok!} a quello congruente a phi {antiorario}.

componente lungo x della = intg(0 a r) -B vettor (-I)*dr   sul lato  percorso da I {dr = -dx*i + dy*j  ---> - dr vettor B = B*dx*(-j) -B*dy*i}

Fx = - B*y*I  ---> 2*Fx = -2B*y*I = -2B*(x*tan30°)*2 Bv(xtan30°)/R = -4*B²*v*x²tan²30°/R

quello che chiami "attrito magnetico" pare diverso*** ...

 Calcolare la velocità della spira in funzione della distanza x percorsa dal vertice dall’istante t=0 in cui inizia ad entrare nel campo magnetico

m*d²x/dt² = -4*B²*v*x²tan²30°/R = -k*x²*dx/dt

ove si è posto k= 4*B²*tan²30°/R

 

m*dv/dt =  -k*x²*dx/dt   ---> m*dv=  -k*x²*dx ---> m(v-vo) = -k *x³/3-0 ---> v = vo - k*x³/(3m)

vdix

... sul resto son d'accordo.

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

***

4*B²*v*x²tan²30°/R  ---> (V*s/m²)² *m/s*m²/ohm = V²*s/m^4 *m³/ohm = W*s/m = J/m = N   pare dimensionalmente congruente.

@nik 

Grazie per la risposta

@Stranglehold

di nulla   ---> ho aggiunto qualcosa



Risposta




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