: : : : : К магниту подносим снизу и отпускаем железяку.
: : : : : Если магнит достаточно сильный, а расстояние от него до железки не очень большое, то железяка будет поднята магнитом, и прилипнет к нему.
: : : : : Вопрос:
: : : : : Кто совершил работу по увеличению потенциальной энергии железки?
: : : : : Ведь напряженность магнитного поля магнита не именилась!
: : : :
: : : : Чтобы ответить на поставленный вопрос, неплохо, если бы вы напомнили, чему равна:
: : : :
: : : : а) собственная энергия магнитного поля постоянного магнита,
: : : : б) собственная энергия электрического поля точечного заряда.
: : :
: : : Пожалуйста:
: : : а) Плотность энергии магнитного поля Wm=H*B/2;
: :
: : Этой формулы почти достаточно, чтобы все объяснить на пальцах. Надо еще вспомнить два факта:
: : 1) поле B - соленоидально (div B = 0), т.е. линии магнитной индукции замкнуты, они ниоткуда не берутся и никуда не уходят. Для нас это значит, что когда железяка присасывается к магниту, то сколько линий B было, столько же осталось.
: : 2) Напряженность магнитного поля в железяке H = B/mu, и при этом магнитная проницаемость mu >> 1 (иначе железяка не присосется).
: :
: : А дальше просто: Wm = H*B/2 = B2/2mu, и поскольку B не меняется, а mu возрастает, то магнитная энергия уменьшается.
: :
:
: Спасибо за замечательный и четкий ответ.
: Однако, задачка не так проста.
: Работа сил гравитации зависит от массы и объема - плотности взятой "железяки".
: Работа магнитных сил зависит только от "mu" и объема "железяки", и не зависит от плотности.
: Мы можем подобрать такой материал "железяки", что у него при одной и той же "mu" и объеме будет другая масса.
: Тогда Ваше решение по изменению энергии магнитного поля разойдется с изменением потенциальной энергии "железяки" в поле гравитации.
: Как спасти закон сохранения энергии?
Все верно. Однако энергия магнитного поля идет не только на увеличение потенциальной гравитационной энергии железяки, но и на увеличение ее кинетической энергии - железяка разгоняется в магнитном поле и присасывается к магниту на весьма приличной скорости (об этом можно судить хотя бы по звуку удара железяки о магнит). Если Вы возьмете более тяжелую железяку, то тогда бОльшая часть магнитной энергии пойдет на увеличение гравитационной, а на кинетическую останется меньше, и "скорость присасывания" железяки к магниту будет поменьше. |
» Альтернативный форум