Задача (дословно).
В магнитном поле с большой высоты падает кольцо, имеющее диаметр d и сопротивление R. Плоскость кольца все время горизонтальна. Найти установившуюся скорость падения кольца, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля изменяется с высотой H по закону ![]()
![]()
Решение (дословно).
(Рисунок – уровень земли, ось H – вертикально вверх, точка H=0 на земле; над уровнем земли изображено падающее кольцо в двух положених. В верхнем: показано направление нормали ![]()
и индукции магнитного поля ![]()
вертикально вверх, скорости ![]()
– вертикально вниз, указано значение высоты кольца над землей - ![]()
. В нижнем - указано положение кольца и значение высоты на землей - ![]()
.)
Пусть n – нормаль к плоскости кольца, тогда магнитный поток, созданный вертикальной составляющей магнитного поля, ![]()
, где ![]()
– площадь контура. ЭДС индукции, возникающая в кольце,
![]()
= - ![]()
)’ ![]()
![]()
Производная ![]()
– это проекция скорости кольца на ось H. Так как проекция скорости кольца направлена против оси H, то ![]()
, где ![]()
– модуль скорости кольца и ![]()
. По кольцу протекает индукционный ток ![]()
. В результате в кольце за промежуток времени ![]()
выделяется количество теплоты ![]()
![]()
На высоте ![]()
кольцо обладает механической энергией
![]()
+ ![]()
,
На высоте ![]()
- ![]()
+ ![]()
(![]()
).
По закону сохранения энергии

(1)
Разность ![]()
есть расстояние, пройденное кольцом при равномерном движении, поэтому ![]()
, и уравнение (1) примет вид
![]()
.


