259. Κίνηση Ράβδου σε κατακόρυφο επίπεδο II

Ο αγωγός ΚΛ μήκους ℓ=0,5m, μάζας m=0,5Kg και εσωτερικής αντίστασης R_ΚΛ=0,04Ω, βρίσκεται, σε επαφή με δύο κατακόρυφους αγωγούς Αx και Γy, οι οποίοι στα άνω άκρα τους συνδέονται μέσω αντίστασης R=0,16Ω. Το σύστημα βρίσκεται μέσα σε ένα ομογενές οριζόντιο μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ. Σε μια στιγμή εξασκούμε δύναμη F=2Ν με φορά προς τα πάνω και αφήνουμε τον αγωγό ελεύθερο, με αποτέλεσμα ο αγωγός ΑΚ να αρχίσει να επιταχύνεται προς τα κάτω.

Α) Να αποδείξτε ότι ο αγωγός θα αποκτήσει, μετά από λίγο, σταθερή (οριακή) ταχύτητα, την οποία και να υπολογίσετε.

Β) Όταν   ο ΚΛ έχει μετατοπιστεί προς τα κάτω κατά h=25cm έχει ήδη αποκτήσει την οριακή του ταχύτητα, τότε:

1) Να υπολογιστεί η θερμότητα που αναπτύσσεται στον κάθε αντιστάτη λόγω του φαινομένου Joule για την παραπάνω μετατόπιση.

2) Να υπολογιστεί το συνολικό φορτίο που πέρασε από τον αγωγό.

Δίνεται ότι   οι κατακόρυφοι αγωγοί δεν παρουσιάζουν αντίσταση, ότι δεν εμφανίζεται τριβή ολίσθησης και g=10m/s².                    

Συνοπτική λύση:

ή εδώ