Question

とうふ

ふと思ったんですけど、外力って何でしょうか？

さらに、この問題の(3)の外力って何があたりますか？

参則的な場合もあるが, まずはこの流れをしっかり身につけたい。
たお。電流Iがつくる磁場の影響までは考えなくてよい。
EX1 水平面上に2本のレールが1の間隔で
敷かれ,左端はRの抵抗で結ばれている。
磁束密度Bの磁滋場を鉛直下向きにかけ,
レール上を滑らかにすべる導体棒 PQに
外力を加え,右ヘ一定の速さ ひで動かす。
R以外の抵抗は無視できるとして
(1) PQ間を流れる電流の大きさIと向きを求めよ。
(2) PとQではどちらが高電位か。(3) 外力の仕事率Pを求めよ。
b
Q
R
P
B
国(1) PQ間を電池に置き替えると右図の回路になる。
b
オームの法則より
vBL
I=
R)
P→Qの向き
R/7。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

Jin

導体棒を動かすことでこの回路には誘導電流が発生するわけですが、これが導体棒を動かそうとしているのとは逆向きにブレーキのような力を生じます。
たとえば手で導体棒を動かすとして、この導体棒はスムーズに動くわけではなく誘導電流の発生に応じて重くなる感覚があるということです。
また、エネルギの変換を考えても、この回路が得る電気エネルギの源は、手が導体棒に与えた運動エネルギだと言えます。
最終的には電気エネルギが抵抗Rでジュール熱、つまり熱エネルギに変換されるわけですが、この「力学→電気→熱」のエネルギ変換の流れは手回し発電機を使うのと同じです。

とうふ

結局、外力ってなんですか？

Jin

動体棒を動かすために加える力です。

とうふ

棒にかかる力には電磁力や垂直効力や重力などがありますよね？
これらは、なぜ外力とは言えないでしょう？

Jin

問題文に書かれている通り、導体棒を動かそうとして加えた外力について聞かれています。
電磁力は導体棒に外力を加えて動かした結果発生するものであり、また、垂直抗力や重力はそもそも運動方向と垂直に働くものなので今回仕事しません。

とうふ

なるほど！理解できました。ありがとうございました。