FY /
Seminarie
Uppgift .
En rail gun (rälsgevär?) använder sig av kraften på en ledare som för ström i ett magnetfält för att
skjuta iväg en projektil. Det har föreslagits att man skulle kunna använda en rail gun för att skjuta upp
saker i rymden, t.ex. mat och utrustning till rymdstationer (det finns så klart militära ändamål också).
För att skjuta upp ett föremål i rymden från jordytan måste man ge föremålet en hastighet på ,,
km/s vertikalt uppåt för att det ska kunna lämna jordens gravitationsfält (flykthastighet).
(a) Härled ett uttryck för kraften på projektilen.
(b) För att göra accelerationen av föremålet lite mindre anlägger man en ”startbana” med ,0 km
lång räls med avståndet 1,0 m mellan skenorna. Ett konstant, homogent, vertikalt nedåtriktat
magnetfält på 1 T ligger utefter rälsens sträckning. Föremålet man vill skjuta upp väger 1 kg.
Vilken konstant ström måste man leda i rälsen för att föremålet ska få jordens flykthastighet
när det lämnar rälsen? Bortse från friktion, luftmotstånd och gravitationens påverkan.
Uppgift .
Ett tåg i Sverige går med hastigheten ,1 km/h i nord-sydlig riktning. Rälsens båda skenor anses vara
elektriskt isolerade från varandra. I Sverige är avståndet mellan skenorna 8 0 mm och jordens
magnetfält pekar här ned i jorden med magnituden 0 µT och bildar vinkeln , ° med marken med
lutningen åt söder. Vad blir potentialskillnaden mellan skenorna?
FY /
Seminarie
Uppgift .
En koaxialkabel består av en inre cylindrisk ledare med radien a och en yttre ledande tub med inre
radie b och yttre radie c. Mellan ledarna finns ett dielektriskt material. En antennkabel till t.ex. TV:n är
ett exempel på en koaxialkabel. Tanken med en koaxialkabel är att samma ström I ska gå i inre och
yttre ledare, fast åt olika håll. Strömmarna är jämnt fördelade över tvärsnitten på ledarna.
(a) Vad blir magnetfältet i området a < r < b?
(b) I området r > c?
(c) Vad blir magnetfältet i r > c om två oberoende strömmar I och I går i inre respektive yttre
ledaren?
Uppgift 8.
Två stänger, vardera av längden 1,1 cm och med massan kg, har hängts upp i trådar med längden
01,1 cm så att de ligger på samma höjd och är parallella med avståndet 0,11 cm. De är ihopkopplade
med en lös, lätt tråd i ena änden och kopplade med samma sorts tråd till ett batteri i andra änden. Då
ström går i stängerna trycks de från varandra och snöret, med vilket de är upphängda, bildar vinkeln
1° med vertikalriktningen. Hur stor ström går i stavarna?
