Номер 6, страница 59 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов, Дубина

6. Два кольцевых магнита (каждый массой $m = 2,1 \text{ кг}$) насажены на стержень (рис. 12). Определите силу $\text{F}$ отталкивания магнитов ($g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$).

Ответ: ______ Н.

Дано:

Масса каждого магнита, $m = 2,1 \text{ кг}$

Ускорение свободного падения, $g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Найти:

Силу отталкивания магнитов, $\text{F}$

Решение:

Рассмотрим верхний кольцевой магнит. Согласно рисунку, он левитирует над нижним магнитом, то есть находится в состоянии покоя. Это означает, что система находится в равновесии.

По первому закону Ньютона, для того чтобы тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы векторная сумма всех действующих на него сил была равна нулю. На верхний магнит действуют две силы: сила тяжести ($F_т$), направленная вертикально вниз, и выталкивающая сила магнитного поля ($\text{F}$) со стороны нижнего магнита, направленная вертикально вверх.

Запишем условие равновесия для верхнего магнита в проекции на вертикальную ось:

$F - F_т = 0$

Из этого уравнения следует, что сила отталкивания магнитов $\text{F}$ по модулю равна силе тяжести $F_т$, действующей на верхний магнит:

$F = F_т$

Силу тяжести, в свою очередь, можно вычислить по формуле:

$F_т = m \cdot g$

Таким образом, искомая сила отталкивания равна:

$F = m \cdot g$

Подставим числовые значения из условия задачи:

$F = 2,1 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 21 \text{ Н}$

Ответ: 21 Н.