Номер 3.83, страница 66 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция - номер 3.83, страница 66.

Условие.

3.83. Сквозь вертикально расположенную латунную трубку падают с одинаковой высоты алюминиевый брусок и магнит одинаковой массы. Какое тело упадёт первым? Почему?

Решение.

Первым упадет алюминиевый брусок. Причина заключается в явлении электромагнитной индукции.

Когда сквозь латунную трубку (которая является проводником) падает алюминиевый брусок, не обладающий выраженными магнитными свойствами, на него действуют в основном только сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Когда же сквозь трубку падает магнит, его движущееся магнитное поле изменяет магнитный поток через контуры, лежащие в стенках трубки. Согласно закону электромагнитной индукции, это приводит к возникновению в стенках трубки замкнутых индукционных токов, называемых вихревыми токами или токами Фуко.

В соответствии с правилом Ленца, эти токи создают собственное магнитное поле, которое противодействует причине их возникновения, то есть движению магнита. Это противодействие проявляется как электромагнитная сила, направленная против движения магнита (вверх). В результате на магнит действует дополнительная тормозящая сила.

Поскольку массы тел одинаковы (а значит, и силы тяжести, действующие на них, равны), но на магнит действует большая суммарная сила сопротивления (сопротивление воздуха плюс электромагнитное торможение), его ускорение будет меньше, чем у алюминиевого бруска. Поэтому магнит будет падать медленнее.

Ответ: Первым упадет алюминиевый брусок.