Задача #300 ← →

На­маг­ни­чен­ная же­лез­ная стрел­ка, рас­по­ло­жен­ная в го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти, мо­жет сво­бод­но вра­щать­ся во­круг вер­ти­каль­ной оси. Стрел­ку по­ме­сти­ли в од­но­род­ное маг­нит­ное поле, век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции ко­то­ро­го на­прав­лен го­ри­зон­таль­но впра­во (см. ри­су­нок). Вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния из при­ве­ден­но­го ниже спис­ка.

  1. Ре­зуль­ти­ру­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на стрел­ку со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля, на­прав­ле­на го­ри­зон­таль­но впра­во.

  2. Стрел­ка раз­вер­нет­ся так, что ее юж­ный по­люс бу­дет по­ка­зы­вать вле­во.

  3. Сво­бод­ные за­ря­ды в стрел­ке рас­пре­де­лят­ся так, что в пра­вой ча­сти стрел­ки воз­ник­нет от­ри­ца­тель­ный за­ряд.

  4. Стрел­ка ста­нет вра­щать­ся во­круг вер­ти­каль­ной оси по ча­со­вой стрел­ке (если смот­реть свер­ху), при­чем вра­ще­ние не пре­кра­тит­ся, пока не уб­рать внеш­нее маг­нит­ное поле.

  5. Ре­зуль­ти­ру­ю­щий мо­мент сил, дей­ству­ю­щий на стрел­ку в пер­во­на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни, от­ли­чен от нуля.

От­вет:

Решение

  1. Не­вер­но. По­сколь­ку поле од­но­род­ное, ре­зуль­ти­ру­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая с его сто­ро­ны на лю­бой маг­нит­ный ди­поль, рав­на нулю. Маг­ни­ты при­тя­ги­ва­ют­ся (от­тал­ки­ва­ют­ся) друг к дру­гу, по­сколь­ку их поле не­од­но­род­но.

  2. Вер­но. На­прав­ле­ние ли­ний маг­нит­ной ин­дук­ции сов­па­да­ет с на­прав­ле­ни­ем, ко­то­рое по­ка­жет маг­нит­ная стрел­ка сво­им се­вер­ным по­лю­сом.

  3. Не­вер­но. Пе­ре­рас­пре­де­ле­ния за­ря­дов в маг­нит­ном поле не воз­ник­нет.

  4. Не­вер­но. Стрел­ка на­чнет вра­ще­ние в ука­зан­ном на­прав­ле­нии, но в мо­мент рас­по­ло­же­ния в плос­ко­сти чер­те­жа сум­мар­ный мо­мент сил обра­тит­ся в ноль. Воз­мож­ны не­про­дол­жи­тель­ные ко­ле­ба­ния от­но­си­тель­но по­ло­же­ния рав­но­ве­сия, за­ту­ха­ю­щие из-за со­про­тив­ле­ния воз­ду­ха и тре­ния в оси.

  5. Вер­но. Мо­мент сил стре­мит­ся раз­вер­нуть стрел­ку в по­ло­же­ние рав­но­ве­сия.

Ответ

25