Номер 4, страница 183 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

4. Что определяют по правилу буравчика?

Правило буравчика (также известное как правило правого винта) — это мнемоническое правило, используемое в физике для определения направления вектора в трёхмерном пространстве, когда известны направления двух других, связанных с ним величин. В основном оно применяется в электромагнетизме и механике.

Рассмотрим основные случаи применения этого правила.

1. Определение направления линий магнитной индукции вокруг проводника с током

Если по прямолинейному проводнику течет электрический ток, вокруг него создается магнитное поле. Чтобы определить направление силовых линий этого поля, нужно применить правило буравчика следующим образом:

Мысленно расположите буравчик так, чтобы его острие было направлено вдоль проводника по направлению тока ($I$). Начните вращать рукоятку буравчика так, чтобы он ввинчивался (двигался поступательно) в том же направлении, куда течет ток. Направление вращения рукоятки покажет направление линий вектора магнитной индукции ($\vec{B}$) вокруг проводника. Эти линии представляют собой замкнутые концентрические окружности.

Например, если ток в вертикальном проводе течет вверх, то при взгляде сверху линии магнитного поля будут направлены против часовой стрелки.

Ответ: Направление линий магнитной индукции, создаваемых электрическим током в прямолинейном проводнике.

2. Определение направления магнитного поля и полюсов соленоида (катушки с током)

Правило буравчика можно применить и для определения магнитного поля внутри соленоида (цилиндрической катушки, по виткам которой протекает ток). В этом случае правило применяется несколько иначе:

Мысленно вращайте рукоятку буравчика в том направлении, в котором течет ток ($I$) в витках соленоида. Направление поступательного движения острия буравчика покажет направление линий магнитной индукции ($\vec{B}$) внутри соленоида. Тот конец соленоида, откуда выходят линии магнитной индукции, является его северным полюсом (N), а тот, куда они входят, — южным (S).

Ответ: Направление магнитного поля внутри соленоида и, как следствие, расположение его северного и южного магнитных полюсов.

3. Определение направления векторного произведения

В более общем смысле, правило буравчика является способом визуализации математической операции "векторное произведение". Если вектор $\vec{c}$ является векторным произведением векторов $\vec{a}$ и $\vec{b}$ (что записывается как $\vec{c} = \vec{a} \times \vec{b}$), то его направление можно определить так:

Расположите буравчик перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы $\vec{a}$ и $\vec{b}$. Вращайте рукоятку буравчика от первого вектора-сомножителя ($\vec{a}$) ко второму ($\vec{b}$) по кратчайшему углу. Направление поступательного движения буравчика (ввинчивание или вывинчивание) укажет направление результирующего вектора $\vec{c}$.

Этот метод используется для определения направления таких физических величин, как сила Лоренца, сила Ампера, момент силы и момент импульса.

Ответ: Направление результирующего вектора при векторном произведении двух других векторов.