Page 135 - physics5

120 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า 121

ถ้ามีกระแสไฟฟ้า 5.0 แอมแปร์ ผ่านเส้นลวดตัวนำาในทิศ +x และให้แทนค่าความเร่งโน้มถ่วง
มีค่าเท่ากับ 9.8 เมตรต่อวินาทีกำาลังสอง

ก. จงหาขนาดแรงแม่เหล็กที่กระทำาต่อลวดตัวนำา
ข. เส้นลวดตัวนำากำาลังเคลื่อนที่ทิศทางใด ด้วยความเร่งเท่าใด
วิธีทำา ก. หาขนาดแรงจากสมการ F = IlB sin θ แต่เนื่องจากทิศทางของกระแสไฟฟ้ากับ
ทิศทางของสนามแม่เหล็กมีทิศทางตั้งฉากกัน จะได้
F = IlB
-2
แทนค่า F = (5.0 A)(6.0 × 10 m)(0.4 T)
= 0.12 N

ขนาดแรงแม่เหล็กที่กระทำาต่อลวดตัวนำามีค่าเท่ากับ 0.12 นิวตัน

ข. หาทิศทางของแรงโดยใช้มือขวาจะได้ F มีทิศ +y ดังรูป
y


F 
B

I = 5.0 A
6.0 cm
mg

z x

รูป ประกอบวิธีทำาสำาหรับปัญหาท้าทายข้อ 24

เขียนแผนภาพวัตถุอิสระของลวดตัวนำา ได้ดังรูป ให้เส้นลวดตัวนำากำาลังเคลื่อนที่
∑
ด้วยความเร่ง a จากกฎข้อท่สองของนิวตัน F = ma ให้แรงในทิศ +y
ี
มีค่าเป็นบวกจะได้

F - mg = ma
แทนค่า 0.12 N − (10 × 10 kg)(9.8 m/s ) = (10 × 10 kg) a
2
-3
-3
a = 2.2 m/s
ตอบ ก. ขนาดแรงแม่เหล็กที่กระทำาต่อลวดตัวนำามีค่าเท่ากับ 0.12 นิวตัน
ข. ลวดตัวนำากำาลังเคลื่อนที่ขึ้นด้วยความเร่งเท่ากับ 2.2 เมตรต่อวินาทีกำาลังสอง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี