Опыт, страница 369 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

Возьмите небольшой магнит и подвесьте его на нити. Закрепите нить в штативе так, чтобы получился маятник. Отклоните маятник на некоторый угол (угол нужно зафиксировать) и установите период колебаний маятника. Затем положите под маятник пластину сначала из меди, а потом из алюминия. Вновь установите период колебаний маятника. Есть ли разница?

Да, разница в периоде колебаний будет. Это явление объясняется электромагнитной индукцией.

Когда магнит, закрепленный на нити, колеблется над проводящей пластиной (из меди или алюминия), изменяется магнитный поток, пронизывающий эту пластину. Согласно закону электромагнитной индукции, это изменяющееся магнитное поле создает в пластине вихревые электрические токи, которые также называют токами Фуко.

В соответствии с правилом Ленца, магнитное поле, создаваемое этими вихревыми токами, направлено так, чтобы противодействовать причине их возникновения, то есть движению магнита. В результате возникает сила, тормозящая движение маятника. Это явление называется электромагнитным демпфированием.

Эта тормозящая сила приводит к тому, что колебания маятника затухают значительно быстрее, чем в отсутствие пластины. Кроме того, наличие силы затухания, которая противодействует движению, приводит к небольшому увеличению периода колебаний.

Теперь сравним медь и алюминий. Медь имеет меньшее удельное электрическое сопротивление, чем алюминий, а значит, является лучшим проводником. Поэтому при прочих равных условиях в медной пластине будут индуцироваться более сильные вихревые токи. Это означает, что тормозящая электромагнитная сила будет больше в случае с медной пластиной.

Таким образом, затухание колебаний будет самым сильным над медной пластиной, слабее над алюминиевой, и самым слабым без пластины. Соответственно, период колебаний, который немного увеличивается из-за демпфирования, будет наибольшим при использовании медной пластины, немного меньше с алюминиевой пластиной и наименьшим (исходным) без какой-либо пластины.

Ответ: Да, разница есть. Период колебаний маятника увеличится при помещении под него проводящей пластины. Это увеличение связано с возникновением вихревых токов, которые создают тормозящую силу. Поскольку медь является лучшим проводником, чем алюминий, тормозящий эффект в ней будет выражен сильнее. Следовательно, период колебаний будет наибольшим с медной пластиной, немного меньше с алюминиевой и наименьшим без пластины.