Zad. dom. 15

1) Nie, tylko w tym fragmencie, który stanowi zamknięty obwód. No chyba, że te szyny gdzieś tam dalej po lewej stronie tworzą też zamkniętą pętlę, to wtedy tam też będzie płynął prąd - ale czy tak jest, to tego tutaj nie wiemy.

2) Tutaj są akurat dwa "dodatkowe" pola magnetyczne - jedno związane ze zjawiskiem indukcji magnetycznej (i to dla uproszczenia pomijamy), a drugie - to, o które jest pytanie - to pole wytworzone przez prąd, który płynie w obwodzie, ale nie ten indukowany, tylko ten wynikający z faktu, że podłączyliśmy tam po prostu źródło napięcia (takie pole by powstało nawet gdyby nie było tutaj zewnętrznego pola magnetycznego i mielibyśmy nieruchomą ramkę i nie byłoby zjawiska indukcji).

3) W praktyce podczas ruchu pręta należałoby brać i jeden i drugi ruch pod uwagę ( to byłoby jakieś złożenie tych dwóch sił), natomiast w tym zadaniu rozpatrujemy sytuację początkową (pręt "zaczyna" się poruszać, więc zakładamy, że chodzi jednak o ten wkład od przepływu prądu elektrycznego).

4) Tak, chodzi nam tak na dobrą sprawę o wartość(bezwzględną) tego napięcia, więc zapisanie tego bez minusa jest ok. Co do napięcia między końcami gwoździa, to w idealnym przypadku byłoby one zerowe. Bo oba końce mają takie samo napięcie względem środka, a zatem oba mają taki sam potencjał.

5) Tak, to uzasadnienie też byłoby ok, bo zmiana powierzchni to byłaby powierzchnia zakreślona przez ten przesuwający się gwóźdź. No a gdybyśmy go wyjmowali idealnie pionowo, to zakreśliłby on tylko odcinek, a nie żadną powierzchnię, więc jest ona w praktyce zerowa.

6) Tak, napięcia na równoległych gałęziach byłyby takie same (zawsze są), ale nie byłyby równe 12 V, tylko byłyby równe 12 V odjąć napięcie na oporze wewnętrznym.

7) To z linią śrubową - tak, o to chodzi :)

8) Można korzystać z tych wzorów na ruch jednostajnie przyspieszony. I faktycznie wychodzi z tego, że v = 2s/t, ale trzeba zwrócić uwagę na to co siedzi tak naprawdę w tym wzorze. v to prędkość ciała w danym momencie w czasie t, a s to przebyta droga do tego momentu. Ale ta przebyta droga zależy przecież od czasu t, nie można więc na tej podstawie stwierdzić, że v jest odwrotnie proporcjonalne do t. Żeby stwierdzić rodzaj zależności jakiejś wielkości od jakiejś innej wielkości, to ta zależność musi być zapisana tak, aby pozostałe czynniki w takim wzorze nie zależały już od tej drugiej zmiennej. Stąd ta postać nie uprawnia nas do stwierdzenia, że mamy tu odwrotną proporcjonalność. Ale zależność v = at już jest jak nabradziej ok, bo przecież a nie zależy w żaden sposób od czasu.

Dziękuję bardzo:) Mam jeszcze pytanie do pkt. 4, dlaczego różnica potencjałów będzie między środkiem a końcami, a nie tylko między końcami?

Bo oba końce są "symetryczne" względem środka. Więc zakładając np. że w środku potencjał będzie równy 0, to na jednym końcu potencjał, który się będzie tworzył to będzie np. +1 V i na drugim końcu z uwagi na symetrię układu również będzie to +1 V. Więc potencjały na końcach będą takie same.

Proszę Pana, czyli to będzie polegać na tym, że będzie pewna prędkość liniowa styczna do toru ruchu, czyli prostopadła do każdego z końców gwoździa i na tej podstawie i wektora indukcji pola magnetycznego można wyznaczyć siłę Lorenza i ona będzie miała przeciwne zwroty w zależności od końca gwoździa, a w samym środku prędkość będzie zerowa i elektrony będą się w takiej samej ilości przemieszczać od końców do środka gwoździa (albo na odwrót) i stąd te potencjały na końcach będą równe i w takim razie potencjał na środku będzie dwa razy np. mniejszy niż na dowolnym z końców? I dlaczego możliwy jest układ dodatnich potencjałów na końcach a zerowego na środku, skoro elektrony muszą gdzieś się przemieścić?

No dokładnie coś takiego się stanie - czyli np. elektrony z końców pręta przemieszczą się do środka pręta. A te z samego środka pręta już nigdzie się nie ruszają, bo tam już nie działa na nie żadna siła Lorentza. Stąd na końcach pręta potencjał będzie na plusie, a w środku na minusie i taki rozkład potencjałów już się ustali. Natomiast to czy potencjał na środku będzie dwa razy mniejszy niż na końcach to już raczej nie jest możliwe do takiego prostego określenia, należałoby raczej powiedzieć, że pomiędzy środkiem a końcami ustali się pewna różnica potencjałów. No ale w każdym razie taki właśnie opis jest w porządku i tłumaczy on to dlaczego na końcach może się pojawić ukłąd dwóch dodatnich potencjałów, a w środku będzie jakiś potencjał ujemny - nie ma tu żadnej sprzeczności.

Proszę Pana, a dlaczego nie będzie tak z tym rozkładem potencjału? Nie rozumiem trochę, bo przecież chyba jeżeli na końcach będzie taki sam potencjał dodatni to te elektrony musiały się przemieścić do środka gwoździa i taka sama ich ilość przemieściła się z jednego końca do środka co z drugiego końca czyli jakby między jednym końcem a środkiem będzie np. +1V i -1V i między drugim końcem i środkiem też, to w środku wychodzi -2V.

A no jeśli założymy, że początkowy potencjał całego gwoździa to 0 V, to w istocie będzie dokładnie tak jak piszesz :) Natomiast szczerze mówiąc raczej ciężko jest jednoznacznie stwierdzić jaka jest początkowa dokładna wartość potencjału danego ciała/punktu. Więc mogłoby np. być tak, że początkowy potencjał to gwoździa to np. 10 V. I wtedy na końcach zrobi się po 11 V, a w środku 8 V.

Dziękuję Panu bardzo:)

Nie ma sprawy :)