FY
,
,Elektricitetslä ra
DanielSö derströ m
Lektionsuppgifter, lektion
Enrailgun(rä lsgevä r?)anvä ndersigavkraftenpå enledaresomfö rströ miettmagnetfä ltfö r
attskjutaivä genprojektil.Detharfö reslagitsattmanskullekunnaanvä ndaenrailgunfö ratt
skjutauppsakerirymden,t.ex.matochutrustningtillrymdsationer(detfinnsså klartmilitä ra
ä ndamå lockså ).Fö rattskjutauppettfö remå lirymdenfrå njordytanmå stemangefö remå let
enhastighetpå ,(km/svertikaltuppå tfö rattdetskakunnalä mnajordensgravitationsfä lt
(flykthastighet).
(a) Hä rledettuttryckfö rkraftenpå projektilen.
(b) Fö rattgö raaccelerationenavfö remå letlitemindreanlä ggermanen”startbana”med ,-
kmlå ngrä lsmedavstå ndet.,-mmellanskenorna.Ettkonstant,homogent,vertikalt
nedå triktatmagnetfä ltpå .Tliggerutefterrä lsenssträ ckning.Fö remå letmanvill
skjutauppvä ger .kg.Vilkenkonstantströ mmå stemanledairä lsenfö rattfö remå let
skafå jordensflykthastighetnä rdetlä mnarrä lsen?Bortsefrå nfriktion,luftmotstå nd
ochgravitationenspå verkan.
Encirkulä rslingamedradien-,.cmliggerietthomogent,konstantmagnetfä ltmedstyrkan , -
T.Strö mmenislinganä r A.Normalentillslinganä rtillenbö rjanvinkelrä tmedmagnetfä ltet
(sefigur).
(a) Vadblirkraftmomentetpå slingan?Lö suppgiftenutanattanvä ndadetmagnetiska
momentet(d.v.s.
).
(b) Vadblirslingansslutligapositionifö rhå llandetillmagnetfä ltet?
(c) Enlikastorslingasomfö rsammaströ m,mensomä rgjordavenmycketvekoch
brä ckligtrå d,lä ggsnuså attdessmagnetiskamomentä rparallelltmedmagnetfä ltet.
Vadskullehä nda?
FY
,
DanielSö derströ m
,Elektricitetslä ra
Elfö rbindelsenmedGotland(sominvigdes -6)ä renkraftledningsomfö r ..Alikströ m.Den
liggerivä st-ö stligriktning(istortsett).Jordensmagnetfä ltä rvidledningen- µTtillstorlek,
riktatnedå tochbildarvinkeln ,:°medmarkenmedlutningenå tsö der.Vilkenkraftpå verkar
ledningenpermeterochhurä rdenriktad?A< rdetnå gotatttahä nsyntill?
Etttå giSverigegå rmedhastigheten (.km/hinord-sydligriktning.Rä lsensbå daskenoranses
varaelektrisktisoleradefrå nvarandra.ISverigeä ravstå ndetmellanskenorna 6:-mmoch
jordensmagnetfä ltpekarhä rnedijordenmedmagnituden- µTochbildarvinkeln ,:°med
markenmedlutningenå tsö der.Vadblirpotentialskillnadenmellanskenorna?
Encirkulä rytameddiametern(,-.cmliggerix-y-planet.Vadblirmagnitudenavdet
magnetiskaflö detgenomskivanomB=., :.T(homogent)och
(a)
̂ ?
(b) Bbildarvinkeln-:, °medpositivaz-axeln?
(c)
Iettexperimentmedkosmiskstrå lningobserverarmanenpartikelmed protonmassoroch
laddningsstorleken:esomharvertikalhastighet.Manlå terdenpasseragenomettområ demed
etthomogenthorisontelltmagnetfä ltmedstorleken., -.T.Dengå rdå ienbanaenligtfiguren
nedan.
(a) Vilkenfartharpartikelnochvilketteckenhardessladdning?
(b) A< rdetrimligtattbortsefrå ngravitationskraften?Motivera!
(c) Vadä rfartendå partikelnkommeruturmagnetfä ltet?
:
FY
,
DanielSö derströ m
,Elektricitetslä ra
IBohrsatommodellkanmanapproximeravä teatomenigrundtillstå ndmedenpositivkä rnaoch
enelektronsomsnurrarruntkä rnanpå ettavstå ndav-,:× .- m.Fartenä r , × .(m/si
banan.
(a) Vadä rperiodtidenfö relektronen?
(b) Vilkenströ mskapardennaelektronibananruntatomen?
(c) Vadblirdetmagnetiskamomentetpå grundavelektronensrö relse?
6
FY
,
,Elektricitetslä ra
DanielSö derströ m
SVAR
. (a)
(b)
kA
. (a)
(b)Slingankommerlä ggasigmednormalen(ellermagnetiska
momentet)parallelltmedB. (c)Kraftenä rriktadradielltutå t,så denslitssö nder.
:. (a)Kraftenä r.,. N/m,vilketä robetydligtmedtankepå vadenså kraftigledarevä ger
permeter.
6. Potentialskillnadenblir.,..:Vmeddenö straskenanpå hö gstpotential.
-. (a):,.-mWb (b) ,F:mWb (c).
(. (a) ,F-× .(m/s (b)Kvotenmellangravitationskraftochmagnetiskkraftä r(× .- :,så gravitationskraftenkanmanbortsefrå n. (c)Fartenä rdensamma(ingakrafter
på verkarpartikelnisammariktningsomhastigheten)
. (a) ,- × .- (s (b) ,.(mA (c) ,6× .- 6Am
