Si vorrebbe sollevare una barra di alluminio collocata su un tavolo, disponendo di alcune calamite a ferro di cavallo in modo da produrre un campo magnetico pressochĂŠ uniforme.
La bacchetta, lunga l = 16 \, \text{cm} e con massa m = 14 \, \text{g}, è percorsa da una corrente I = 34 \, \text{A} tramite due contatti elettrici posti sul tavolo.

Quanto dovrebbe valere il campo magnetico per sollevare la bacchetta con accelerazione pari a 0{,}5g?

Esercizio 18: soluzione

Dal disegno si deduce che, per ottenere un’accelerazione verso l’alto pari a
 \frac{g}{2} , la barra subisce tre forze:

  • il peso verso il basso:  mg
  • la forza d’inerzia apparente verso il basso:  m \cdot \frac{g}{2}
  • la forza magnetica verso l’alto:  F_m = B i l

Scrivendo la condizione di equilibrio dinamico (accelerazione verso l’alto pari a  \frac{g}{2} ):

 F_m - mg - m \cdot \frac{g}{2} = 0 \Rightarrow B i l = \frac{3}{2} m g

Da cui:

 B = \frac{3 m g}{2 i l} = \frac{3 \cdot 14 \cdot 10^{-3} \cdot 9{,}81}{2 \cdot 34 \cdot 16 \cdot 10^{-2}} = 0{,}037 \, \text{T}

Risposta: Il campo magnetico necessario è 0{,}037 T.