matematikk.net

Så, oppgaven går ut på å vise hvorfor ringen oppå spolen skytes opp i været når strømmen sluttes:



Tips er å bruke Faradays induksjonslov + se på metallringen som en spole. Klarer ikke helt å se hvordan den kan løses, men kan innlede litt.

Av høyrehåndsregel nr. 1 ser vi at feltlinjene går nedover (på tegningen over) mot nord når kretsen sluttes. Ser vi på ringen ovenfra går feltlinjene innover, og pga. høyrehåndsregel nr. 1 igjen, ser vi at strømmen ville gått i retning mot klokken. Av Faradays induksjonslov vet vi at den induserte emsen kun oppstår i det tidsintervallet det magnetiske feltet endrer seg. Lengre kommer jeg egentlig ikke. Det må jo være slik at: [tex]\textstyle\sum F = F - G = ma[/tex]?
Jeg klarer ikke å finne noen slik kraft -- den eneste jeg fant var en sentripetalkraft i ringen, og det blir vel feil.

Da har du kommet ganske langt. Husk på at magnetiske felt alltid går i lukkede sløyfer. Inni spolen vil feltlinjene går rett nedover (eller innover) som du sier, men på utsiden har vi følgende situasjon:



Gjennom ringen vil altså ikke feltlinjene peke rett nedover. Da finner du kanskje ut av resten?

Glemte resten av ringen, ja ^^ Men jeg vet fortsatt ikke helt hvordan en kan finne kraften som virker oppover. Hvis strømretningen går med klokken, finner jeg en vektor som virker "oppover" på ringen. Kan dette begrunnes med Faradays lov? Tenkte kanskje at siden [tex]\epsilon = RI[/tex], og [tex]\epsilon = - \frac {\Delta \phi}{\Delta t}[/tex], så kunne strømmen få motsatt retning av den originale valgte retningen av høyrehåndsregel 1: [tex]I = - \frac {\Delta \phi}{\Delta t \cdot R}[/tex]
Går jeg i feil retning? No pun intended (ok, it was intended) ^^

Ja, strømmen går i motsatt retning i ringen. I hvilken retning vil da den magnetiske krafta på ringen peke? Husk på at feltet [tex]\vec{B}[/tex] fra spolen ikke peker rett ned, men på skrå nedover.

Aha nemlig, fordi det "rettes" nedover etter feltet er gått gjennom ringen ^^ Så siden vi nå har en vektor [tex]\vec{B}[/tex] som er parallell med feltet, og strømmen i ringen går motsatt rettet av strømmen i spolen (som går mot klokken), bruker vi høyrehåndsregel nr. 3. Med denne finner vi at siden vi legger rette fingre langs en fartsvektor [tex]\vec{v}[/tex] parallell med strømretningen, og bøyde langs [tex]\vec{B}[/tex], vil tommelen peke skrått innover mot den vertikale linjen. Dette er kraften [tex]\vec{F}_[/tex], og da vil [tex]\vec{F}_{m(y)} = \vec{F}_m \cdot cos\alpha > G[/tex], som fører til at ringen flyr opp i det feltet endres. Var det sånn omtrent riktig?

Ja, det høres veldig riktig ut! Vi får altså en kraft som peker oppover på skrå mot sentrum, og det er den vertikale komponenten (antar du sikter til den med det uttrykket i ulikheten) som får ringen til å fly opp. Kraften må selvsagt være stor nok hvis det skal skje en merkbar forflytning, men dette blir i alle fall forklaringen på hvorfor det skjer når kraften er stor nok.

Yess, var det jeg mente, ja =) Flotte greier