Equilibrio di fili e sbarrette percorsi da corrente

Esercizio 1

Una sbarretta metallica orizzontale, lunga $20\mathrm{cm}$ e di massa $12\mathrm{g}$, è immersa in un campo magnetico uniforme orizzontale $B=0,40\mathrm{T}$, perpendicolare alla sbarretta. Calcola l’intensità della corrente che deve percorrere la sbarretta perché la forza magnetica equilibri il peso, e spiega quale deve essere il verso della corrente se il campo entra nel foglio e la sbarretta giace nel foglio in posizione orizzontale. Usa $g=9,81m/{\mathrm{s}}^2$.

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Esercizio 2

Una sbarretta orizzontale lunga $25\mathrm{cm}$ e di massa $30\mathrm{g}$ è appesa a due molle verticali uguali, di costante elastica $k=5,0N/m$ ciascuna, ed è immersa in un campo magnetico uniforme orizzontale $B=0,30\mathrm{T}$ perpendicolare alla sbarretta.

• Calcola l’allungamento di ciascuna molla quando nella sbarretta non passa corrente.
• Nella sbarretta passa la corrente $I=2,0\mathrm{A}$ nel verso per cui la forza magnetica è diretta verso l’alto. Calcola il nuovo allungamento.
• Calcola l’allungamento quando la corrente ha lo stesso valore e verso opposto.

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Esercizio 3

Due binari metallici paralleli, distanti $25\mathrm{cm}$, formano un piano inclinato di $20^{\circ }$ rispetto all’orizzontale. Su di essi è appoggiata, perpendicolarmente ai binari, una sbarretta di massa $50\mathrm{g}$, che può scivolare senza attrito. Tutto il sistema è immerso in un campo magnetico uniforme verticale, rivolto verso l’alto, di modulo $B=0,30\mathrm{T}$. Un generatore collegato ai binari fa passare nella sbarretta una corrente $I$. Calcola il valore di $I$ per cui la sbarretta resta ferma e la forza che i binari esercitano sulla sbarretta. Usa $g=9,81m/{\mathrm{s}}^2$.

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