通入稳恒电流后,棒将做类似于单摆的运动,来回摆动。由于最大摆角是60°所以平衡位置与竖直方向成30°角。也就是说,当偏角为30°时棒受力平衡。
在偏角为30°时,对半受力分析后可列出:
BIa=Tsin30°
mg=Tcos30°
解得:I=2*根号3
由单摆运动可知,最大速度一定出现在平衡位置,也就是偏角为30°时。
由几何关系不难得出棒从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时的水平位移x=0.5L,竖直位移为y=(1-cos30°)L
从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时,由动能定理得:
0.5LBIa-mg(1-cos30°)L=0.5mv^2
=> v=0.96m/s
最大偏角θ=60°,什么时候偏角最大啊?-----速度减为0时偏角最大。所以你说的------最大速度在离法线60°位置,是错误的,应该是在平衡位置速度最大,就像单摆在最低点的时候速度最大一样,你可以把它等效看错单摆来解决,提示一下:在夹角30°位置是平衡位置,速度最大。后面你随便用动能定理或能量守恒都可以解决,如果还解决不了,可以继续追问我
可以用机械能守恒来做。
这里安培力是恒力,重力也是恒力。你可以把安培力和重力的合力视为一个等效的重力。这个等效重力的方向应该是和法向夹角30度。
然后,导体棒在这个等效的重力场中做单摆运动。
算一下这个等效重力的重力势能,就得到最大动能了,也就得到最大速度了。
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用动能定理计算,太平庸了。。。。。。。。
还要单独计算安培力做功。。。。。太out了
换个思路想想不好吗?“等效重力场”名字都这么炫!!