Logo
Logo

Отключение тока

Как показано на рисунке, лёгкий и тонкий изолирующий горизонтальный диск радиусом R может вращаться без трения вокруг проходящей через его центр вертикальной оси. На поверхности диска соосно ему закреплена лёгкая круглая катушка радиусом $a$ ($a \ll R$). На краю диска симметрично закреплены 4 положительно заряженных металлических шарика массами и зарядами $m$ и $q$ соответственно. Вся система находится направленном вертикально вверх однородном магнитном поле $B_0$. В начальный момент времени диск неподвижен, а через катушку по часовой стрелке течёт ток $I$.

1  20.00 Если отключить ток в катушке, диск начнёт вращаться. Найдите, с какой силой $f$ при этом диск будет действовать на каждый шарик в горизонтальном направлении при установившемся вращении?

Считайте, что шарики можно рассматривать как материальные точки и что самоиндукцией катушки и магнитным полем движущихся шариков можно пренебречь. Также считайте известным, что для описанная в задаче катушка создаётся на расстоянии $r$ ($r \gg a$) от себя в плоскости диска направленное вертикально вверх магнитное поле $B = k_m \frac{2 \pi a^2 I}{r^3}$, где $k_m$ — магнитная постоянная. Электрическая постоянная равна $k_e$.