Linije magnetne indukcije leže u ravni. Indukcija magnetnog polja. Linije magnetne indukcije. Zemljino magnetno polje. Pogledajte šta su "linije magnetne indukcije" u drugim rječnicima

Već u 6. veku. BC. U Kini je bilo poznato da neke rude imaju sposobnost da privlače jedna drugu i privlače željezne predmete. Komadi takvih ruda pronađeni su u blizini grada Magnezije u Maloj Aziji, pa su tako i dobili ime magneti.

Kako magneti i željezni predmeti međusobno djeluju? Prisjetimo se zašto se naelektrizirana tijela privlače? Zato što se u blizini električnog naboja formira neobičan oblik materije – električno polje. Postoji sličan oblik materije oko magneta, ali ima drugačiju prirodu porijekla (na kraju krajeva, ruda je električno neutralna), tzv. magnetsko polje.

Za proučavanje magnetnog polja koriste se ravni ili potkovičasti magneti. Određena mjesta na magnetu imaju najveći privlačan učinak, tzv stubovi(sjever i jug). Nasuprotni magnetni polovi se privlače, a slični magnetni polovi odbijaju.

Za karakteristike jačine magnetnog polja, koristite vektor indukcije magnetnog polja B. Magnetno polje je grafički predstavljeno pomoću linija sile ( vodovi magnetne indukcije). Linije su zatvorene, nemaju ni početak ni kraj. Mjesto iz kojeg izlaze magnetne linije je Sjeverni pol; magnetne linije ulaze u Južni pol.

Magnetno polje se može učiniti "vidljivim" pomoću gvozdenih strugotina.

Magnetno polje provodnika sa strujom

A sada o onome što smo pronašli Hans Christian Oersted I Andre Marie Ampere 1820. Ispostavilo se da magnetsko polje postoji ne samo oko magneta, već i oko bilo kojeg provodnika sa strujom. Bilo koja žica, poput kabla lampe, kroz koju teče električna struja je magnet! Žica sa strujom je u interakciji s magnetom (pokušajte držati kompas u blizini), dvije žice sa strujom međusobno djeluju.

Linije magnetnog polja jednosmjerne struje su krugovi oko vodiča.

Smjer vektora magnetske indukcije

Smjer magnetskog polja u datoj tački može se definirati kao smjer koji pokazuje sjeverni pol igle kompasa postavljene u toj tački.

Smjer vodova magnetske indukcije ovisi o smjeru struje u vodiču.

Smjer indukcionog vektora određuje se prema pravilu gimlet ili pravilo desna ruka.

Vektor magnetne indukcije

Ovo je vektorska veličina koja karakterizira djelovanje sile polja.

Indukcija magnetskog polja beskonačnog pravog vodiča sa strujom na udaljenosti r od njega:

Indukcija magnetskog polja u središtu tanke kružne zavojnice polumjera r:

Indukcija magnetnog polja solenoid(zavojnica čiji su zavoji uzastopno propušteni struju u jednom smjeru):

Princip superpozicije

Ako magnetsko polje u datoj tački u prostoru stvara nekoliko izvora polja, tada je magnetna indukcija vektorski zbroj indukcija svakog polja posebno

Zemlja nije samo veliki negativni naboj i izvor električnog polja, već je istovremeno i magnetsko polje naše planete slično polju direktnog magneta gigantskih razmjera.

Geografski jug je blizu magnetnog sjevera, a geografski sjever je blizu magnetskog juga. Ako se kompas postavi u Zemljino magnetsko polje, onda je njegova sjeverna strelica orijentirana duž linija magnetske indukcije u smjeru južnog magnetskog pola, odnosno pokazat će nam gdje se nalazi geografski sjever.

Karakteristični elementi zemaljskog magnetizma mijenjaju se vrlo sporo tokom vremena - sekularne promjene. Međutim, s vremena na vrijeme se javljaju magnetne oluje, kada se Zemljino magnetsko polje uveliko izobliči nekoliko sati, a zatim se postepeno vraća na svoje prethodne vrijednosti. Ovako drastična promjena utiče na dobrobit ljudi.

Zemljino magnetsko polje je "štit" koji štiti našu planetu od čestica koje prodiru iz svemira ("solarni vjetar"). U blizini magnetnih polova, tokovi čestica dolaze mnogo bliže površini Zemlje. Tokom snažnih sunčevih baklji, magnetosfera se deformiše, te se te čestice mogu pomaknuti u gornje slojeve atmosfere, gdje se sudaraju s molekulima plina, formirajući aurore.

Čestice željeznog dioksida na magnetskom filmu su visoko magnetizirane tokom procesa snimanja.

Magnetni vlakovi za levitaciju klize po površinama bez ikakvog trenja. Voz je sposoban da postigne brzinu do 650 km/h.

Rad mozga, pulsiranje srca praćeno je električnim impulsima. U tom slučaju u organima se pojavljuje slabo magnetsko polje.

Magnetno polje je komponenta elektromagnetnog polja koja se pojavljuje u prisustvu električnog polja koje se mijenja u vremenu. Osim toga, magnetsko polje može biti stvoreno strujom nabijenih čestica ili magnetnim momentima elektrona u atomima (trajni magneti).

Magnetna indukcija-vektorska veličina, koja je karakteristika sile magnetnog polja u datoj tački u prostoru. Pokazuje silu kojom magnetsko polje djeluje na naboj koji se kreće brzinom.

Linije magnetne indukcije(linije magnetskog polja) su linije povučene u magnetskom polju tako da se u svakoj tački polja tangenta na liniju magnetske indukcije poklapa sa smjerom vektora IN u ovom trenutku na terenu.

Linije magnetne indukcije najlakše se promatraju pomoću malih

Igličaste gvozdene strugotine, koje se magnetiziraju u ispitivanom polju i ponašaju se poput malih magnetnih iglica (slobodna magnetska igla rotira u magnetskom polju tako da se os igle, koja povezuje njen južni pol sa sjevernim, poklapa sa smjerom IN).

Prikazan je tip linija magnetne indukcije najjednostavnijih magnetnih polja

na sl. Od sl. b- G može se vidjeti da ovi vodovi zatvaraju provodnik sa strujom koji stvara polje. U blizini provodnika leže u ravninama okomitim na provodnik.

N
Smjer indukcijskih vodova je određen pravilo gimleta: ako zašrafite gimlet u smjeru vektora gustoće struje u vodiču, tada će smjer kretanja ručke vrča pokazivati ​​smjer linija magnetske indukcije.

Linije magnetnog polja

Struja se ne može prekinuti ni u jednoj tački, to jest, ni početi ni završiti: ili su zatvorene (Sl. b, c, d), ili se beskrajno vijugaju oko određene površine, gusto je ispunjavajući svuda, ali se nikada ne vraćajući drugi put ni u jednu tačku na površini.

Gaussova teorema za magnetnu indukciju

Tok vektora magnetske indukcije kroz bilo koju zatvorenu površinu je nula:

Ovo je ekvivalentno činjenici da u prirodi ne postoje „magnetni naboji“ (monopol) koji bi stvorili magnetsko polje, kao što električni naboji stvaraju električno polje. Drugim riječima, Gaussova teorema za magnetnu indukciju pokazuje da je magnetsko polje vortex.

2 Biot-Savart-Laplaceov zakon

Neka jednosmjerna struja teče duž konture γ koja se nalazi u vakuumu - tački u kojoj se traži polje, tada se indukcija magnetskog polja u ovoj tački izražava integralom (u SI sistemu)

Smjer je okomit, odnosno okomit na ravan u kojoj leže, i poklapa se s tangentom na liniju magnetske indukcije. Ovaj smjer se može naći po pravilu za pronalaženje linija magnetske indukcije (pravilo desnog zavrtnja): smjer rotacije glave zavrtnja daje smjer ako translacijsko kretanje gimleta odgovara smjeru struje u elementu. Modul vektora je određen izrazom (u SI sistemu)

Vektorski potencijal je dat integralom (u SI sistemu)

Biot-Savart-Laplaceov zakon se može dobiti iz Maxwellovih jednačina za stacionarno polje. U ovom slučaju, vremenski derivati ​​su jednaki 0, tako da jednačine za polje u vakuumu imaju oblik (u sistemu SGS)

gdje je gustina struje u prostoru. U ovom slučaju, električna i magnetska polja su neovisna. Koristimo vektorski potencijal za magnetno polje (u sistemu SGS):

Gauge invarijantnost jednadžbi omogućava nam da nametnemo jedan dodatni uslov vektorskom potencijalu:

Proširujući dvostruki rotor pomoću formule vektorske analize, dobijamo za vektorski potencijal jednačinu poput Poissonove jednačine:

Njegovo posebno rješenje je dato integralom sličnim Njutnovskom potencijalu:

Tada je magnetno polje određeno integralom (u sistemu SGS)

po obliku sličan Biot-Savart-Laplaceovom zakonu. Ova korespondencija se može učiniti preciznim ako koristimo generalizirane funkcije i zapišemo prostornu gustinu struje koja odgovara zavojnici sa strujom u praznom prostoru.Prelazeći od integracije po cijelom prostoru do ponovljenog integrala duž zavojnice i duž ravnina koje su ortogonalne na njega i uzimajući uzeti u obzir to

dobijamo Biot - Savart - Laplaceov zakon za polje zavojnice sa strujom.

Kao i električne, mogu se grafički prikazati pomoću linija magnetske indukcije. Kroz svaku tačku magnetnog polja može se povući linija indukcije. Kako indukcija polja u bilo kojoj tački ima određeni smjer, smjer linije indukcije u svakoj tački datog polja može biti samo jedinstven, što znači da su linije magnetskog polja, kao i električno polje, linije indukcije magnetskog polja su nacrtane sa takvom gustinom da je broj linija koje prelaze jediničnu površinu okomito na njih bio jednak (ili proporcionalan) indukciji magnetnog polja na datoj lokaciji. Stoga, prikazujući indukcijske linije, možete jasno zamisliti kako se indukcija mijenja u prostoru, a samim tim i jačina magnetskog polja u veličini i smjeru.

Linkovi

• Vizualizacija linija magnetnog polja pomoću metalnih čestica (video).

Wikimedia fondacija. 2010.

Pogledajte šta su „linije magnetne indukcije“ u drugim rječnicima:

Linije mentalno nacrtane u magnetskom polju tako da je u bilo kojoj tački polja vektor magnetske indukcije usmjeren tangentno na magnetsko polje koje prolazi kroz ovu tačku. L. m. i. pošta polja električni strujni pokrivač strujnih provodnika i ili su zatvoreni,......

magnetna indukciona cijev- Područje magnetskog polja ograničeno kontinuiranom površinom čiji su dijelovi magnetne indukcione linije... Politehnički terminološki rječnik

Električna i magnetska polja, linije čije se tangente u svakoj tački polja poklapaju sa smjerom jakosti električnog, odnosno magnetskog polja; kvalitativno okarakterizirati distribuciju elektromagnetnog polja u ... ... enciklopedijski rječnik

Ovaj članak ili odjeljak treba revidirati. Molimo poboljšajte članak u skladu sa pravilima za pisanje članaka... Wikipedia

Linije povučene u bilo kojem polju sile (električno, magnetsko, gravitaciono), tangente na koje se u svakoj tački prostora poklapaju u pravcu sa vektorom koji karakteriše ovo polje (električno ili...

Linije mentalno povučene u k.l. polje sile (električno.. magnetsko, gravitacijsko) tako da se u svakoj tački polja smjer tangente na pravu poklapa sa smjerom jakosti polja (magnetna indukcija u slučaju magnetskog polja). Kroz… … Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

putanja linije magnetnog polja- magnetna indukciona linija - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Englesko-ruski rečnik elektrotehnike i energetike, Moskva, 1999.] Teme elektrotehnika, osnovni pojmovi Sinonimi magnetna indukciona linija EN...... Vodič za tehnički prevodilac

Prosječna dužina linije magnetnog polja uzorka- dužina jednoliko magnetiziranog uzorka napravljenog od istog magnetnog materijala kao i ispitni uzorak, magnetiziranog istom jačinom magnetnog polja kao i ovaj drugi pri istim vrijednostima magnetne indukcije, magnetomotorne sile i... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

1) Svojstva magneta. Najkarakterističniji magnetski fenomen, privlačenje komada željeza magnetom, poznat je od davnina. Međutim, u Evropi, sve do 12. veka, ova pojava je primećena samo prirodnim magnetima, odnosno komadima... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela koja posjeduju magnetni moment (vidi Magnetski moment), bez obzira na njihovo stanje kretanja. Magnetno polje karakterizira vektor magnetske indukcije B, koji određuje: ... ... Velika sovjetska enciklopedija

29. Coriolisova sila

Najstrašnija sila kojoj nisu potrebni gravitoni

Prvo, šta naučni svet zna o Koriolisovoj sili?

Kada se disk rotira, tačke koje su dalje od centra kreću se većom tangencijalnom brzinom od tačaka manje udaljenih (grupa crnih strelica duž radijusa). Tijelo možete pomicati duž polumjera tako da ostane na radijusu (plava strelica iz pozicije „A” u poziciju „B”) povećanjem brzine tijela, odnosno ubrzavanjem. Ako referentni okvir rotira zajedno s diskom, jasno je da tijelo "ne želi" ostati na radijusu, ali "pokušava" ići lijevo - to je Coriolisova sila.

Putanja lopte koja se kreće duž površine rotirajuće ploče u različitim referentnim sistemima (iznad - u inercijalnim, ispod - u neinercijalnim).

Coriolisova sila- jedan od inercijske sile koje postoje u neinercijalni referentni sistem zbog rotacije i zakona inercije , manifestira se pri kretanju u smjeru pod kutom u odnosu na os rotacije. Ime je dobio po francuskom naučnikuGustave Gaspard Coriolis , koji ga je prvi opisao. Coriolisovo ubrzanje je dobio Coriolis 1833. Gauss 1803. i Euler 1765. godine.

Razlog za pojavu Coriolisove sile je Coriolisovo (rotaciono) ubrzanje. INinercijski referentni sistemi primjenjuje se zakon inercije , odnosno svako tijelo teži pravolinijskom i konstantnom kretanju brzina . Ako uzmemo u obzir kretanje tijela, jednoliko duž određenog rotacionog radijusa i usmjereno od centra, postaje jasno da je potrebno tijelu dati ubrzanje , jer što je dalje od centra, to bi trebala biti veća tangencijalna brzina rotacije. To znači da će sa stanovišta rotacionog referentnog okvira neka sila pokušati da pomjeri tijelo iz radijusa.

Da bi se tijelo kretalo Koriolisovim ubrzanjem potrebno je na tijelo primijeniti silu jednaku F = ma, Gdje a— Coriolisovo ubrzanje. U skladu s tim, tijelo se ponaša prema Njutnov treći zakon sa silom u suprotnom smjeru.F K = — ma.

Sila koja djeluje iz tijela nazvat će se Coriolisova sila. Coriolisovu silu ne treba brkati s drugom sila inercije - centrifugalna sila , koji je usmjeren uzduž poluprečnik rotirajuće kružnice. Ako se rotacija dogodi u smjeru kazaljke na satu, tada će tijelo koje se kreće od centra rotacije težiti da napusti polumjer ulijevo. Ako se rotacija dogodi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, onda udesno.

Vladavina Žukovskog

Dodaci:

Gimlet pravilo

Ravna žica sa strujom. Struja (I) koja teče kroz žicu stvara magnetsko polje (B) oko žice.Gimlet pravilo(takođe, pravilo desne ruke) - mnemonički pravilo za određivanje smjera vektoraugaona brzina , karakterizira brzinu rotacije tijela, kao i vektormagnetna indukcija B ili da odredi pravacindukovana struja . Pravilo desne ruke Gimlet pravilo: “Ako je smjer translacijskog kretanja gimlet (šraf) ) poklapa se sa smjerom struje u provodniku, tada se smjer rotacije drške gimleta poklapa sa smjeromvektor magnetne indukcije “.

Određuje smjer inducirane struje u vodiču koji se kreće u magnetskom polju

Pravilo desne ruke: "Ako je dlan desne ruke postavljen tako da linije magnetskog polja ulaze u njega, a savijeni palac usmjeren duž kretanja provodnika, tada će 4 ispružena prsta pokazati smjer indukcijske struje."

Za solenoid formulira se na sljedeći način: "Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će ispruženi palac pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida."

Pravilo lijeve ruke

Ako se naboj kreće i magnet miruje, tada se za određivanje sile primjenjuje pravilo lijeve ruke: „Ako je lijeva ruka postavljena tako da linije indukcije magnetskog polja ulaze u dlan okomito na njega, a četiri prsta su usmjerena duž struje (duž kretanja pozitivno nabijene čestice ili protiv negativno nabijenog kretanja), tada će palac postavljen pod uglom od 90° pokazati smjer djelujuće Lorentzove ili Amperove sile.”

MAGNETNO POLJE

SVOJSTVA (STACIONARNOG) MAGNETSKOG POLJA

Trajno (ili stacionarno) Magnetno polje je magnetsko polje koje se ne mijenja tokom vremena.

1. Magnetno polje je kreirana pokretne naelektrisane čestice i tela, provodnici sa strujom, trajni magneti.

2. Magnetno polje validan na pokretne nabijene čestice i tijela, na provodnike sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.

3. Magnetno polje vortex, tj. nema izvor.

MAGNETNE SILE- to su sile kojima strujni provodnici djeluju jedni na druge.

………………

MAGNETNA INDUKCIJA

Vektor magnetske indukcije je uvijek usmjeren na isti način kao što je magnetska igla koja se slobodno okreće orijentirana u magnetskom polju.

VODOVI MAGNETNE INDUKCIJE - to su linije tangente na koje je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije.

Uniformno magnetno polje– ovo je magnetno polje u kojem je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije konstantan po veličini i smjeru; posmatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako je njegov promjer mnogo manji od njegove dužine) ili unutar trakastog magneta.

SVOJSTVA VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE

– imaju smjer;

– kontinuirano;

– zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);

– ne seku;

– njihova gustina se koristi za suđenje veličine magnetne indukcije.

Gimlet pravilo(uglavnom za pravi provodnik sa strujom):

	Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom linija magnetskog polja struje.Pravilo desne ruke (uglavnom za određivanje smjera magnetskih linija unutar solenoida):Ako stegnete solenoid dlanom desne ruke tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će ispruženi palac pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
	Postoje i druge moguće primjene pravila gimleta i desne ruke.
	AMP POWER je sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.Modul amperske sile jednak je umnošku jačine struje u vodiču sa veličinom vektora magnetske indukcije, dužinom provodnika i sinusom ugla između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču. .Amperova sila je maksimalna ako je vektor magnetske indukcije okomit na provodnik.Ako je vektor magnetske indukcije paralelan sa provodnikom, tada magnetsko polje nema uticaja na provodnik sa strujom, tj. Amperova sila je nula.Smjer amperske sile odredio pravilo lijeve ruke:

Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na provodnik ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta usmjerena su u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stupnjeva pokazati smjer sile koja djeluje na strujnom provodniku.

Dakle, u magnetskom polju pravog vodiča sa strujom (neujednačeno) okvir sa strujom je orijentisan duž poluprečnika magnetne linije i privlači se ili odbija od pravog vodiča sa strujom, u zavisnosti od smera struje.

Smjer Coriolisove sile na rotirajuću Zemlju.Centrifugalna sila , djelujući na tijelo mase m, modul jednako F pr = mb 2 r, gdje je b = omega – ugaona brzina rotacije i r— udaljenost od ose rotacije. Vektor ove sile leži u ravnini ose rotacije i usmjeren je okomito na nju. Magnituda Coriolisove sile , djelujući na česticu koja se kreće brzinom u odnosu na dati rotirajući referentni okvir, dat je sa, gdje je alfa ugao između vektora brzine čestica i ugaone brzine referentnog okvira. Vektor ove sile usmjeren je okomito na oba vektora i desno od brzine tijela (određenopravilo gimleta ).

Efekti Coriolisove sile: laboratorijski eksperimenti

Foucaultovo klatno na sjevernom polu. Osa rotacije Zemlje leži u ravni oscilovanja klatna.Foucaultovo klatno . Eksperiment koji je jasno pokazao rotaciju Zemlje izveo je 1851. godine francuski fizičar Leon Foucault . Njegovo značenje je da je ravan oscilacijematematičko klatno je konstantan u odnosu na inercijski referentni sistem, u ovom slučaju u odnosu na nepokretne zvijezde. Dakle, u referentnom okviru povezanom sa Zemljom, ravan oscilovanja klatna mora da se okreće. Sa stanovišta neinercijalnog referentnog okvira povezanog sa Zemljom, ravnina oscilovanja Foucaultovog klatna rotira pod utjecajem Coriolisove sile.Ovaj efekat bi trebalo najjasnije da bude izražen na polovima, gde je period potpune rotacije ravni klatna jednak periodu rotacije Zemlje oko svoje ose (sideralni dan). Općenito, period je obrnuto proporcionalan sinusu geografske širine; na ekvatoru je ravnina oscilacije klatna nepromijenjena.

Trenutno Foucaultovo klatno uspješno demonstrirana u nizu naučnih muzeja i planetarijuma, posebno u planetarijumuSt. Petersburg , planetarijum Volgograda.

Postoji niz drugih eksperimenata s klatnom koji se koriste za dokazivanje rotacije Zemlje. Na primjer, u eksperimentu Bravais (1851) korišten jekonusno klatno . Rotacija Zemlje je dokazana činjenicom da su periodi oscilacija u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu bili različiti, budući da je Coriolisova sila u ova dva slučaja imala različit predznak. Godine 1853 Gauss predložio korištenje nematematičkog klatna, npr Foucault, fizička osoba , što bi omogućilo smanjenje veličine eksperimentalne postavke i povećanje točnosti eksperimenta. Ova ideja je realizovana Kamerlingh Onnes 1879

Žiroskop– rotirajuće tijelo sa značajnim momentom inercije zadržava ugaoni moment ako nema jakih smetnji. Foucault, koji je bio umoran od objašnjavanja šta se dešava sa Foucaultovim klatnom koji nije na polu, razvio je još jednu demonstraciju: viseći žiroskop je zadržao svoju orijentaciju, što znači da se polako okretao u odnosu na posmatrača.

Skretanje projektila tokom gađanja. Još jedna vidljiva manifestacija Coriolisove sile je skretanje putanja projektila (udesno na sjevernoj hemisferi, ulijevo na južnoj hemisferi) ispaljenih u horizontalnom smjeru. Sa stanovišta inercijalnog referentnog okvira, za projektile ispaljene uzduž meridijan , to je zbog ovisnosti linearne brzine rotacije Zemlje od geografske širine: kada se kreće od ekvatora do pola, projektil zadržava horizontalnu komponentu brzine nepromijenjenu, dok linearna brzina rotacije tačaka na Zemljina površina se smanjuje, što dovodi do pomjeranja projektila sa meridijana u smjeru rotacije Zemlje. Ako je hitac ispaljen paralelno s ekvatorom, onda je pomak projektila iz paralele posljedica činjenice da trajektorija projektila leži u istoj ravni sa centrom Zemlje, dok se tačke na zemljinoj površini kreću u ravan okomita na Zemljinu os rotacije.

Odstupanje tijela koja slobodno padaju od vertikale. Ako brzina tijela ima veliku vertikalnu komponentu, Coriolisova sila je usmjerena na istok, što dovodi do odgovarajućeg odstupanja u putanji tijela koje slobodno pada (bez početne brzine) s visokog tornja. Kada se posmatra u inercijskom referentnom okviru, efekat se objašnjava činjenicom da se vrh tornja u odnosu na središte Zemlje kreće brže od osnove, zbog čega se putanja tijela ispostavlja kao uska parabola i tijelo je malo ispred osnove tornja.

Ovaj efekat je bio predviđen Newton 1679. godine. Zbog složenosti izvođenja relevantnih eksperimenata, efekat je mogao biti potvrđen tek krajem 18. - prvoj polovini 19. stoljeća (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

austrijski astronom Johann Hagen (1902) izveo je eksperiment koji je bio modifikacija ovog eksperimenta, gdje je umjesto slobodno padajućih utega korišteni Atwoodov auto . To je omogućilo smanjenje ubrzanja pada, što je dovelo do smanjenja veličine eksperimentalne postavke i povećanja točnosti mjerenja.

Eötvösov efekat. Na niskim geografskim širinama, Coriolisova sila je pri kretanju duž zemljine površine usmjerena u vertikalnom smjeru i njeno djelovanje dovodi do povećanja ili smanjenja ubrzanja gravitacije, ovisno o tome da li se tijelo kreće na zapad ili istok. Ovaj efekat se zove Eötvös efekat u čast mađarskog fizičara Roland Eötvös , koji ga je eksperimentalno otkrio početkom 20. stoljeća.

Eksperimenti koristeći zakon održanja ugaonog momenta. Neki eksperimenti su zasnovani nazakon održanja ugaonog momenta : u inercijskom referentnom okviru, veličina ugaonog momenta (jednaka proizvodu moment inercije na ugaonu brzinu rotacije) se ne menja pod uticajem unutrašnjih sila. Ako u nekom početnom trenutku instalacija miruje u odnosu na Zemlju, tada je brzina njene rotacije u odnosu na inercijski referentni sistem jednaka ugaonoj brzini rotacije Zemlje. Ako promijenite moment inercije sistema, tada bi se trebala promijeniti kutna brzina njegove rotacije, odnosno početi rotacija u odnosu na Zemlju. U neinercijskom referentnom okviru povezanom sa Zemljom, rotacija se javlja kao rezultat Coriolisove sile. Ovu ideju je predložio francuski naučnik Louis Poinsot 1851

Prvi takav eksperiment je izveden Hagen 1910.: dva utega na glatkoj prečki postavljena su nepomično u odnosu na površinu Zemlje. Tada je razmak između tereta smanjen. Kao rezultat toga, instalacija se počela okretati. Njemački naučnik izveo je još pokazniji eksperiment. Hans Bucca (Hans Bucka) 1949. godine. Štap dužine oko 1,5 metara postavljen je okomito na pravougaoni okvir. U početku je štap bio horizontalan, instalacija je bila nepomična u odnosu na Zemlju. Zatim je štap doveden u vertikalni položaj, što je dovelo do promjene momenta inercije od približno 10 4 puta i njegovu brzu rotaciju sa ugaonom brzinom od 10 4 puta brzine Zemljine rotacije.

Lijevak u kadi. Budući da je Coriolisova sila vrlo slaba, ona ima zanemariv utjecaj na smjer vrtloga vode pri ispuštanju lavaboa ili kade, tako da općenito smjer rotacije u lijevu nije povezan sa rotacijom Zemlje. Međutim, u pažljivo kontroliranim eksperimentima moguće je izolirati učinak Coriolisove sile od drugih faktora: na sjevernoj hemisferi će se lijevak okretati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, na južnoj hemisferi u suprotnom smjeru (suprotno je istina).

Efekti Coriolisove sile: pojave u okolnoj prirodi

Baerov zakon. Kao što je akademik iz Sankt Peterburga prvi primetio Karl Baer 1857. rijeke erodiraju desnu obalu na sjevernoj hemisferi (lijevu obalu na južnoj hemisferi), koja se posljedično pokazuje strmijom ( Pivski zakon ). Objašnjenje efekta slično je objašnjenju za otklon projektila kada su ispaljeni u horizontalnom smjeru: pod utjecajem Coriolisove sile, voda jače udara u desnu obalu, što dovodi do njenog zamućenja i, obrnuto, povlači se iz leva obala.

Ciklon iznad jugoistočne obale Islanda (pogled iz svemira).Vjetrovi: pasati, cikloni, anticikloni. Atmosferski fenomeni su također povezani sa prisustvom Coriolisove sile, usmjerene udesno na sjevernoj hemisferi i lijevo na južnoj hemisferi: pasati, cikloni i anticikloni. Fenomen pasati je uzrokovana neravnomjernim zagrijavanjem nižih slojeva zemljine atmosfere u ekvatorijalnoj zoni i u srednjim geografskim širinama, što dovodi do strujanja zraka duž meridijana na jugu odnosno sjeveru na sjevernoj i južnoj hemisferi. Djelovanje Coriolisove sile dovodi do skretanja zračnih tokova: na sjevernoj hemisferi - prema sjeveroistoku (sjeveroistočni pasat), na južnoj hemisferi - prema jugoistoku (jugoistočni pasat).

Ciklon nazvan atmosferski vrtlog sa smanjenim pritiskom vazduha u centru. Vazdušne mase, koje teže centru ciklona, ​​pod uticajem Coriolisove sile, okreću se u suprotnom smeru kazaljke na satu na severnoj hemisferi i u smeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Isto tako, in anticiklon , gdje je maksimalni pritisak u centru, prisustvo Coriolisove sile dovodi do vrtložnog kretanja u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi. U stacionarnom stanju, smjer kretanja vjetra u ciklonu ili anticikloni je takav da Coriolisova sila uravnotežuje gradijent tlaka između centra i periferije vrtloga (geostrofski vetar ).

Optički eksperimenti

Na osnovu brojnih eksperimenata koji pokazuju rotaciju Zemlje Sagnac efekat: ako je prstenasti interferometar vrši rotaciono kretanje, a zatim se zbog relativističkih efekata trake pomeraju za ugao

Gimlet pravilo u životu delfina

Međutim, malo je vjerovatno da su delfini u stanju osjetiti ovu silu u tako malim razmjerima, piše MIGNews. Prema drugoj verziji Mengera, činjenica je da životinje plivaju u jednom smjeru kako bi ostale u grupi tokom relativne ranjivosti sati u polusnu. "Kada su delfini budni, koriste zviždanje da ostanu zajedno", objašnjava naučnik. "Ali kada spavaju, ne žele da prave buku jer se boje da ne privuku pažnju." Ali Menger ne zna zašto se izbor pravca menja u zavisnosti od hemisfere: „To je izvan mene“, priznaje istraživač.

Mišljenje amatera

Dakle, imamo skupštinu:

1. Coriolisova sila je jedna od

5. MAGNETNO POLJE- ovo je posebna vrsta materije kroz koju dolazi do interakcije između pokretnih električno nabijenih čestica.

6. MAGNETNA INDUKCIJA- ovo je karakteristika jačine magnetnog polja.

7. PRAVAC VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE- određeno pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.

9. Odstupanje tijela koja slobodno padaju od vertikale.

10. Lijevak u kadi

11. Efekat desne obale.

12. Delfini.

Eksperiment sa vodom izveden je na ekvatoru. Sjeverno od ekvatora, prilikom ispuštanja, voda se rotirala u smjeru kazaljke na satu, a južno od ekvatora u suprotnom smjeru. Činjenica da je desna obala viša od lijeve je zato što voda vuče stijenu prema gore.

Coriolisova sila nema nikakve veze sa rotacijom Zemlje!

Detaljan opis komunikacijskih cijevi sa satelitima, Mjesecom i Suncem dat je u monografiji “Hladna nuklearna fuzija”.

Postoje i efekti koji nastaju kada se smanje potencijali pojedinih frekvencija u komunikacijskim cijevima.

Efekti uočeni od 2007. godine:

Prilikom ispuštanja voda se rotirala i u smjeru kazaljke na satu i u smjeru suprotnom od kazaljke na satu; ponekad se odvod obavljao bez rotacije.

Delfini isplivali na obalu.

Nije bilo strujne transformacije (sve je na ulazu, ništa na izlazu).

Tokom transformacije, izlazna snaga je značajno premašila ulaznu snagu.

Spaljivanje transformatorskih podstanica.

Kvarovi komunikacijskog sistema.

Pravilo gimleta nije funkcioniralo za magnetnu indukciju.

Golfska struja je nestala.

Planirano:

Zaustavljanje okeanskih struja.

Zaustavljanje reka koje se ulivaju u Crno more.

Zaustavljanje rijeka koje se ulivaju u Aralsko more.

Zaustavljanje Jeniseja.

Uklanjanje komunikacijskih cijevi će dovesti do pomjeranja planetarnih satelita u kružne orbite oko Sunca, radijus orbita će biti manji od polumjera orbite Merkura.

Uklanjanje komunikacijske cijevi sa Suncem znači gašenje korone.

Uklanjanje komunikacijske cijevi sa Mjesecom znači eliminisanje reprodukcije "zlatne milijarde" i "zlatnog miliona", dok se Mjesec "udaljava" od Zemlje za 1.200.000 km.

Teme kodifikatora Jedinstvenog državnog ispita: interakcija magneta, magnetsko polje provodnika sa strujom.

Magnetska svojstva materije poznata su ljudima od davnina. Magneti su dobili ime po drevnom gradu Magneziji: u njegovoj blizini nalazio se uobičajeni mineral (kasnije nazvan magnetna željezna ruda ili magnetit), čiji su komadići privlačili željezne predmete.

Interakcija magneta

Na dvije strane svakog magneta nalaze se sjeverni pol I Južni pol. Dva magneta međusobno privlače suprotni polovi i odbijaju ih slični polovi. Magneti mogu djelovati jedni na druge čak i kroz vakuum! Međutim, sve ovo liči na interakciju električnih naboja interakcija magneta nije električna. O tome svjedoče sljedeće eksperimentalne činjenice.

Magnetna sila slabi kako se magnet zagrijava. Jačina interakcije tačkastih naelektrisanja ne zavisi od njihove temperature.

Magnetna sila slabi ako se magnet protrese. Ništa slično se ne dešava sa električno nabijenim telima.

Pozitivni električni naboji se mogu odvojiti od negativnih (na primjer, kada se naelektriziraju tijela). Ali nemoguće je razdvojiti polove magneta: ako magnet presiječete na dva dijela, tada se na mjestu reza pojavljuju i polovi, a magnet se dijeli na dva magneta sa suprotnim polovima na krajevima (orijentirani na potpuno isti način kao polovi originalnog magneta).

Dakle, magneti Uvijek bipolarni, postoje samo u obliku dipoli. Izolovani magnetni polovi (tzv magnetnih monopola- analozi električnog naboja) ne postoje u prirodi (u svakom slučaju, još nisu eksperimentalno otkriveni). Ovo je možda najupečatljivija asimetrija između elektriciteta i magnetizma.

Poput električno nabijenih tijela, magneti djeluju na električne naboje. Međutim, magnet djeluje samo na njega kreće se punjenje; ako naelektrisanje miruje u odnosu na magnet, onda se efekat magnetske sile na naelektrisanje ne primećuje. Naprotiv, naelektrisano tijelo djeluje na bilo koji naboj, bez obzira da li miruje ili je u pokretu.

Prema modernim konceptima teorije kratkog dometa, interakcija magneta se odvija kroz magnetsko polje Naime, magnet stvara magnetsko polje u okolnom prostoru, koje djeluje na drugi magnet i uzrokuje vidljivo privlačenje ili odbijanje ovih magneta.

Primjer magneta je magnetna igla kompas. Pomoću magnetne igle možete procijeniti prisustvo magnetnog polja u datom području prostora, kao i smjer polja.

Naša planeta Zemlja je džinovski magnet. Nedaleko od sjevernog geografskog pola Zemlje nalazi se južni magnetni pol. Stoga, sjeverni kraj igle kompasa, okrenut prema južnom magnetskom polu Zemlje, pokazuje na geografski sjever. Odatle potiče naziv "sjeverni pol" magneta.

Linije magnetnog polja

Podsjećamo, električno polje se proučava pomoću malih probnih naboja, po utjecaju na koji se može suditi o veličini i smjeru polja. Analog probnog naboja u slučaju magnetnog polja je mala magnetna igla.

Na primjer, možete dobiti neki geometrijski uvid u magnetsko polje postavljanjem vrlo malih iglica kompasa na različite točke u prostoru. Iskustvo pokazuje da će se strelice poredati duž određenih linija – tzv linije magnetnog polja. Hajde da definišemo ovaj koncept u obliku sledeće tri tačke.

1. Linije magnetnog polja, ili magnetne linije sile, su usmjerene linije u prostoru koje imaju sljedeće svojstvo: mala igla kompasa postavljena u svakoj tački na takvoj liniji orijentirana je tangentno na ovu liniju.

2. Smjer linije magnetnog polja smatra se smjerom sjevernih krajeva igala kompasa koji se nalaze u tačkama na ovoj liniji.

3. Što su linije gušće, to je jače magnetsko polje u datom području prostora..

Gvozdene strugotine mogu uspešno služiti kao igle kompasa: u magnetnom polju, male strugotine postaju magnetizovane i ponašaju se baš kao magnetne igle.

Dakle, izlivanjem gvozdenih strugotina oko stalnog magneta, videćemo otprilike sledeću sliku linija magnetnog polja (slika 1).

Rice. 1. Trajno magnetno polje

Sjeverni pol magneta označen je plavom bojom i slovom; južni pol - crveno i slovo . Imajte na umu da linije polja napuštaju sjeverni pol magneta i ulaze u južni pol: na kraju krajeva, sjeverni kraj igle kompasa će biti usmjeren prema južnom polu magneta.

Oerstedovo iskustvo

Unatoč činjenici da su električni i magnetski fenomeni poznati ljudima od antike, dugo vremena nije uočena nikakva veza između njih. Nekoliko vekova, istraživanja elektriciteta i magnetizma odvijala su se paralelno i nezavisno jedno od drugog.

Izvanredna činjenica da su električni i magnetni fenomeni zapravo povezani jedni s drugima prvi put je otkrivena 1820. godine - u čuvenom Oerstedovom eksperimentu.

Dijagram Oerstedovog eksperimenta prikazan je na sl. 2 (slika sa sajta rt.mipt.ru). Iznad magnetne igle (a to su sjeverni i južni pol igle) nalazi se metalni provodnik spojen na izvor struje. Ako zatvorite strujni krug, strelica se okreće okomito na provodnik!
Ovaj jednostavan eksperiment direktno je ukazao na vezu između elektriciteta i magnetizma. Eksperimenti koji su slijedili Oerstedov eksperiment čvrsto su utvrdili sljedeći obrazac: magnetno polje nastaje električnim strujama i djeluje na struje.

Rice. 2. Oerstedov eksperiment

Obrazac linija magnetnog polja koje stvara provodnik sa strujom zavisi od oblika vodiča.

Magnetno polje ravne žice koja nosi struju

Linije magnetnog polja ravne žice koja vodi struju su koncentrični krugovi. Centri ovih kružnica leže na žici, a njihove ravni su okomite na žicu (slika 3).

Rice. 3. Polje ravne žice sa strujom

Postoje dva alternativna pravila za određivanje smjera prednjih linija magnetnog polja.

Pravilo u smjeru kazaljke na satu. Linije polja idu suprotno od kazaljke na satu ako gledate tako da struja teče prema nama.

Screw rule(ili pravilo gimleta, ili pravilo vadičepa- ovo je nekome bliže ;-)). Linije polja idu tamo gdje treba da zavrtite vijak (sa običnim desnim navojem) tako da se kreće duž navoja u smjeru struje.

Koristite pravilo koje vam najviše odgovara. Bolje je da se naviknete na pravilo u smjeru kazaljke na satu - kasnije ćete se uvjeriti da je univerzalniji i lakši za korištenje (i onda ga se sa zahvalnošću sjetiti na prvoj godini, kada budete studirali analitičku geometriju).

Na sl. 3 pojavilo se nešto novo: ovo je vektor tzv indukcija magnetnog polja, ili magnetna indukcija. Vektor magnetske indukcije je analogan vektoru jakosti električnog polja: on služi karakteristika snage magnetsko polje, određujući silu kojom magnetno polje djeluje na pokretne naboje.

Kasnije ćemo govoriti o silama u magnetskom polju, ali za sada ćemo samo napomenuti da je veličina i smjer magnetskog polja određen vektorom magnetske indukcije. U svakoj tački u prostoru, vektor je usmjeren u istom smjeru kao i sjeverni kraj igle kompasa postavljen u datu tačku, odnosno tangenta na liniju polja u smjeru ove linije. Magnetna indukcija se mjeri u Tesla(Tl).

Kao iu slučaju električnog polja, za indukciju magnetskog polja vrijedi sljedeće: princip superpozicije. Leži u činjenici da indukcije magnetnih polja stvorenih u datoj točki različitim strujama se vektorski zbrajaju i daju rezultirajući vektor magnetske indukcije:.

Magnetno polje zavojnice sa strujom

Zamislite kružni kalem kroz koji kruži jednosmjerna struja. Na slici ne prikazujemo izvor koji stvara struju.

Slika linija polja naše orbite će izgledati otprilike ovako (slika 4).

Rice. 4. Polje zavojnice sa strujom

Bit će nam važno da možemo odrediti u koji je poluprostor (u odnosu na ravan zavojnice) usmjereno magnetsko polje. Opet imamo dva alternativna pravila.

Pravilo u smjeru kazaljke na satu. Linije polja idu tamo, gledajući odakle se čini da struja kruži u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Screw rule. Linije polja idu tamo gdje će se vijak (sa normalnim desnim navojem) pomicati ako se okrene u smjeru struje.

Kao što vidite, struja i polje mijenjaju uloge - u poređenju sa formulacijom ovih pravila za slučaj jednosmjerne struje.

Magnetno polje strujnog namotaja

Coil Radit će ako čvrsto namotate žicu, okrenete da se okrenete, u dovoljno dugačku spiralu (slika 5 - slika sa en.wikipedia.org). Zavojnica može imati nekoliko desetina, stotina ili čak hiljada zavoja. Zavojnica se također naziva solenoid.

Rice. 5. Zavojnica (solenoid)

Magnetno polje jednog okreta, kao što znamo, ne izgleda baš jednostavno. Polja? pojedinačni zavoji namotaja su superponirani jedan na drugi, i čini se da bi rezultat trebao biti vrlo zbunjujuća slika. Međutim, to nije tako: polje dugačke zavojnice ima neočekivano jednostavnu strukturu (slika 6).

Rice. 6. strujno polje zavojnice

Na ovoj slici struja u zavojnici teče u suprotnom smeru kazaljke na satu kada se gleda sa leve strane (to će se desiti ako je na slici 5 desni kraj zavojnice spojen na „plus” izvora struje, a levi kraj na „ oduzeti"). Vidimo da magnetno polje zavojnice ima dva karakteristična svojstva.

1. Unutar zavojnice, daleko od njegovih rubova, nalazi se magnetsko polje homogena: u svakoj tački vektor magnetske indukcije je isti po veličini i smjeru. Linije polja su paralelne prave; savijaju se samo blizu ivica zavojnice kada izađu.

2. Izvan zavojnice polje je blizu nule. Što je više zavoja u zavojnici, slabije je polje izvan njega.

Imajte na umu da beskonačno duga zavojnica uopće ne oslobađa polje prema van: nema magnetnog polja izvan zavojnice. Unutar takvog namotaja, polje je svuda jednolično.

Ne podsjeća te ni na šta? Zavojnica je "magnetski" analog kondenzatora. Sjećate se da kondenzator stvara jednolično električno polje unutar sebe, čije se linije savijaju samo blizu rubova ploča, a izvan kondenzatora polje je blizu nule; kondenzator s beskonačnim pločama uopće ne oslobađa polje prema van, a polje je ujednačeno svuda unutar njega.

A sada - glavno zapažanje. Molimo uporedite sliku linija magnetnog polja izvan zavojnice (slika 6) sa linijama magnetnog polja na sl. 1 . To je ista stvar, zar ne? A sada dolazimo do pitanja koje vam se vjerovatno već duže vrijeme nameće: ako se magnetsko polje generira strujama i djeluje na struje, koji je onda razlog za pojavu magnetnog polja u blizini stalnog magneta? Uostalom, čini se da ovaj magnet nije provodnik sa strujom!

Amperova hipoteza. Elementarne struje

U početku se smatralo da se interakcija magneta objašnjava posebnim magnetskim nabojem koncentrisanim na polovima. Ali, za razliku od elektriciteta, niko nije mogao izolovati magnetni naboj; uostalom, kao što smo već rekli, nije bilo moguće odvojeno dobiti sjeverni i južni pol magneta - polovi su uvijek prisutni u magnetu u paru.

Sumnje u vezi sa magnetnim nabojima pojačao je Oerstedov eksperiment, kada se pokazalo da magnetno polje nastaje električnom strujom. Štaviše, pokazalo se da je za bilo koji magnet moguće odabrati provodnik sa strujom odgovarajuće konfiguracije, tako da se polje ovog vodiča poklapa sa poljem magneta.

Amper je iznio hrabru hipotezu. Nema magnetnih naboja. Djelovanje magneta se objašnjava zatvorenim električnim strujama unutar njega.

Koje su to struje? Ove elementarne struje cirkuliraju unutar atoma i molekula; oni su povezani sa kretanjem elektrona duž atomskih orbita. Magnetno polje bilo kojeg tijela sastoji se od magnetnih polja ovih elementarnih struja.

Elementarne struje mogu biti nasumično locirane jedna u odnosu na drugu. Tada se njihova polja međusobno poništavaju, a tijelo ne pokazuje magnetna svojstva.

Ali ako su elementarne struje raspoređene na koordiniran način, tada se njihova polja, zbrajajući, međusobno pojačavaju. Tijelo postaje magnet (slika 7; magnetsko polje će biti usmjereno prema nama; sjeverni pol magneta također će biti usmjeren prema nama).

Rice. 7. Elementarne struje magneta

Amperova hipoteza o elementarnim strujama razjasnila je svojstva magneta.Zagrijavanjem i drhtanjem magneta uništava se red njegovih elementarnih struja, a magnetna svojstva slabe. Nerazdvojivost polova magneta postala je očigledna: na mjestu gdje je magnet presečen, dobijamo iste elementarne struje na krajevima. Sposobnost tijela da se magnetizira u magnetskom polju objašnjava se koordinisanim poravnanjem elementarnih struja koje se pravilno "okreću" (o rotaciji kružne struje u magnetskom polju pročitajte u sljedećem listu).

Amperova hipoteza se pokazala istinitom - to je pokazao daljnji razvoj fizike. Ideje o elementarnim strujama postale su sastavni dio teorije atoma, razvijene već u dvadesetom stoljeću - gotovo stotinu godina nakon Ampereovog sjajnog nagađanja.