Mathematical and Physical Journal
for High Schools
Issued by the MATFUND Foundation
Already signed up?
New to KöMaL?

Problem P. 4323. (February 2011)

P. 4323. The wire shown in the figure contains a U-shaped part, and is placed to the metal stands such that it can turn easily. Each part of the U-shaped part has a length of \ell=10 cm, and a mass of m=0.15 g.The wire is raised to horizontal position, and a long straight wire, which is parallel to the middle part of the U, is placed below it at a distance of h=2 mm. The two wires are connected in series to a current source. What should the current in the wire be, in order to keep the displaced U-shaped part in the horizontal when it is released?

(4 pont)

Deadline expired on March 10, 2011.


Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. Az \(\displaystyle I\) árammal átjárt, hosszú, egyenes vezeték által a tőle \(\displaystyle h\) távolságban létrehozott mágneses indukció \(\displaystyle B=\frac{\mu_0}{2\pi}\frac{I}{h}\). Ez a mágneses tér a fölötte elhelyezkedő, \(\displaystyle l\) hosszúságú vezetékdarabra \(\displaystyle IBl\) erővel hat. Ennak ez erőnek a forgástengelyre vonatkoztatott forgatónyomatéka fogja megakadályozni az U-alakú rész lefordulását. Ebből a feltételből a szükséges áramerősség:

\(\displaystyle I=\sqrt{\frac{4\pi}{\mu_0}\frac{h}{l}mg}\approx17,\!2\) A.


Statistics:

36 students sent a solution.
4 points:Antalicz Balázs, Batki Bálint, Béres Bertold, Dávid Péter, Dénes Benjámin, Janzer Barnabás, Jenei Márk, Nagy 111 Miklós, Nagyfi Péter, Park Choong Eun, Szabó 928 Attila, Szegedi Domonkos, Szemes Gábor Bence, Szilágyi 585 Dezső, Tóth Balázs, Ürge László, Várnai Péter, Virágh Eszter, Vuchetich Bálint.
3 points:Horváth Dániel, Jéhn Zoltán.
2 points:7 students.
1 point:7 students.
Unfair, not evaluated:1 solution.

Problems in Physics of KöMaL, February 2011