Μια ευθύγραμμη μεταλλική ράβδος ΚΑ, μήκους l=3m, μπορεί να στρέφεται χωρίς τριβές σε οριζόντιο επίπεδο, γύρω από κατακόρυφο άξονα ο οποίος περνά από το άκρο της Κ και σε επαφή με έναν οριζόντιο κυκλικό μεταλλικό οδηγό, κέντρου Κ και ακτίνας r=2m, όπως στο σχήμα (σε κάτοψη). Ο οδηγός παρουσιάζει μια εγκοπή και μεταξύ του ενός άκρου Γ και του άξονα στο Κ, συνδέεται μια αντίσταση R=2Ω. Ο οδηγός δεν παρουσιάζει αντίσταση, ενώ η ράβδος ΚΑ έχει αντίσταση RΚΑ=3Ω. Στο χώρο υπάρχει ένα κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,8Τ. Για την στιγμή που η ράβδος βρίσκεται στην θέση που δείχνει το σχήμα, έχοντας γωνιακή ταχύτητα περιστροφής ω=5rad/s, ενώ δέχεται στο άκρο της μια οριζόντια δύναμη F, μέτρου F=2Ν, κάθετη στην ράβδο, ζητούνται:
- Να υπολογιστεί η ΗΕΔ από επαγωγή που αναπτύσσεται στην ράβδο ΚΑ.
- Αφού βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R, να υπολογίσετε της τάσεις α) VΚΔ και β) VΔΑ όπου Δ το σημείο επαφής της ράβδου με τον κυκλικό οδηγό.
- Να υπολογίσετε την δύναμη Laplace η οποία ασκείται στην ράβδο, καθώς και η ισχύς της στην θέση αυτή.
- Με ποιο ρυθμό μεταφέρεται ενέργεια στην ράβδο, μέσω του έργου της δύναμης F;
- Να σχολιάσετε της ενεργειακές μετατροπές που εμφανίζονται στο σύστημα.
