Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи I=20 А. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

Помогите пж

Для решения задачи воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа, который позволяет вычислить магнитную индукцию на расстоянии r от прямого провода с током:

B = μ₀I/(2πr)

где μ₀ - магнитная постоянная, I - ток, r - расстояние от провода до точки, в которой вычисляется индукция.

На ближайшей к проводу стороне рамки магнитная индукция будет максимальной, так как расстояние от нее до провода минимально. Для остальных сторон индукция будет меньше, так как расстояние от них до провода больше.

Сила, действующая на рамку, равна произведению тока в рамке на сумму сил, действующих на каждую ее сторону:

F = I * (B1 * L + B2 * L + B3 * L + B4 * L)

где L - длина стороны рамки, B1, B2, B3, B4 - магнитные индукции на каждой стороне рамки.

Так как ток в рамке и проводе одинаковый, то магнитные индукции на каждой стороне рамки будут одинаковыми и равными:

B = μ₀I/(2πL)

Тогда сила, действующая на рамку, будет равна:

F = I * 4B * L = 2μ₀I²L/π

Подставляя значения, получаем:

F = 2 * 4π * 10^-7 * 20² * 1 / π ≈ 5,05 Н

Ответ: сила, действующая на рамку, приблизительно равна 5,05 Н.