Максимальная деформация по действием силы ампера

"Горизонтальный стержень массой m=20г и длиной L=50 см" подвешен на двух одинаковых вертикальных пружинах в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией B=0,1Тл, перпендикулярном стержню. По стержню пропускают в течение короткого промежутка времени t=10 мс ток силой I=0.1 кА, из-за чего стержень смещается вверх. Определить максимальную деформацию пружин при этом. Жёсткость каждой пружины K=10 Н/м.
Как я понял что на проводник действует сила ампера поднимающая его вверх и сжимающая пружины. Я попробовал записать Fa=B*I*L = -kx Но мне кажется что-то не правильно, так как здесь должна быть функция x(t) для которой бы находился максимум на промежутке от 0 до 10с. Подскажите пожалуйста как подвязать t и составить функцию. Заранее спасибо!


http://alexandr4784.narod.ru/
Откуда: Псков
Кто: книгоиздательство
Дана масса стержня, её надо учитывать. Пружин две штуки, должно быть \(-2kx\).

То есть Fa =B*I*L-MG=-2KX, но не пойму как подвязать t ?


http://alexandr4784.narod.ru/
Откуда: Псков
Кто: книгоиздательство
а массу стержня опять не учли, наверное, надо учесть вес стержня - \(mg\)

Я же её вычел из силы Ампера, то есть она же вертикально вниз действует, а сила Ампера противоположно, или должно быть Fa=B*I*L=-2kx-mg ?? Получается сила тяжести противодействует силе Ампера снижая сжатие пружин кажется так. Но не знаю что делать со временем t. Спасибо большое что тратите на меня своё время, мне просто хочется разобраться и решить верно.


http://alexandr4784.narod.ru/
Откуда: Псков
Кто: книгоиздательство
Так как вы написали, неправильно, ведь сила Ампера считается сама по себе и сила тяжести тоже определена, а вот сила сжатия пружин - переменная и зависит от \(x\) и надо учесть направления действия сил.
В момент наступления равновесия
\(BIL=2kx+mg\)
отсюда мы можем найти \(x\), но вот, что делать со временем, мне пока тоже неясно.

Спасибо большое! А время наверно должно быть в уравнении движения стержня, знать бы как его составить. Получается из нашей формулы, что мы находим x в момент равновесия, получается это и есть максимальное значение, т.к. момент равновесия это точка экстремума. Возможно время дано лишь чтобы запутать.


http://alexandr4784.narod.ru/
Откуда: Псков
Кто: книгоиздательство
Может быть так, что за данное время стержень точки равновесия не достигнет.

получается по этой формуле мы найдём предельное значение. Может у вас есть какие-нибудь предположения?

Сила действующяя на проводник F=DLI-mg-2kx это дает дифференциальное уравнение 2-го порядка dy/dt2=(BlL-mg-2kx)/m . Решение дает зависемость у от времени. Она будет типа синусоиды.
Добавлено спустя 9 минут
При длительном импульсе тока проводник будет колебаться по синусойде возле точки равновесия сил высчетаной выше и мах диформация бедет равна сумме расояний точки равновесия и амплитуды колебаний тоесть больше расчитаного выше. Подставив в формулу зависемости время найдем текущюю деформация. Взяв производную и прировняв к нулю найдет время точки экстремума когда скорость равна 0 (мах оклонение). Если время экстемума поподает во временой интервал то мах отклонение уже было. Если нет то мах оклонение равно текущему.
1) Проведите от буквы которую надо найти стрелки на формулы через которые она находится.
2) С неизвестными буквами в фо
отредактировал(а) persej: 2011-04-28 19:55 GMT