Номер 20.53, страница 104 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 20. Магнитные взаимодействия. Магнитное поле - номер 20.53, страница 104.

Условие.

20.53. Почему магнитные стрелки, расположенные далеко друг от друга, ориентируются в одном направлении (рис. 94, а), а расположенные поблизости друг от друга (рис. 94, б) — в другом направлении?

Рис. 94

Решение.

Различие в ориентации магнитных стрелок в двух случаях объясняется тем, какое магнитное поле является доминирующим в каждой ситуации.

В первом случае (рис. 94, а), когда стрелки расположены далеко друг от друга, их взаимное магнитное влияние пренебрежимо мало. Основной силой, определяющей их ориентацию, является магнитное поле Земли. Поскольку в пределах небольшой области пространство можно считать находящимся в однородном магнитном поле Земли, все стрелки выстраиваются параллельно друг другу, вдоль его силовых линий.

Во втором случае (рис. 94, б), когда стрелки находятся близко друг к другу, сила их собственного магнитного взаимодействия становится гораздо больше силы взаимодействия с магнитным полем Земли. Магнитные стрелки, являясь по сути маленькими магнитами, стремятся расположиться так, чтобы их потенциальная энергия взаимодействия была минимальной. Это достигается, когда разноименные полюса (северный и южный) соседних стрелок притягиваются друг к другу. В результате стрелки выстраиваются в цепочку «голова к хвосту». Эта новая конфигурация определяется сильным взаимным влиянием стрелок, а не слабым внешним полем Земли, поэтому их направление отличается от того, что было в первом случае.

Ответ: Когда стрелки находятся далеко друг от друга, их ориентацию определяет в основном однородное магнитное поле Земли, заставляя их указывать в одном направлении. Когда стрелки расположены близко, их ориентацию определяет сильное магнитное взаимодействие между ними, которое заставляет их выстроиться в другом направлении, соответствующем минимуму энергии их взаимодействия.