Γιατί μας ενδιαφέρει: Όταν ασκούνται μαγνητικές δυνάμεις, δεν ισχύει πάντοτε ο 3ος νόμος του Νεύτωνα.

Στο Σχήμα φαίνονται δύο ευθύγραμμοι, ρευματοφόροι αγωγοί, που βρίσκονται πάνω στο ίδιο επίπεδο και σχηματίζουν γωνία μεταξύ τους.

Να αποδείξετε ότι για τις δυνάμεις Laplace που ασκούνται στους αγωγούς, δεν ισχύει ο 3ος νόμος του Νεύτωνα

Απάντηση

Με λίγα λόγια: Επειδή οι δυνάμεις Laplace είναι πάντοτε κάθετες στους αγωγούς και οι δύο αγωγοί σχηματίζουν γωνία, οι δυνάμεις Laplace που ασκούνται στους δύο αγωγούς σχηματίζουν γωνία, δηλαδή δεν είναι αντίθετες. Άρα δεν ισχύει ο 3ος νόμος του Νεύτωνα.

Το Μαγνητικό Πεδίο των Αγωγών Στο πρώτο Σχήμα έχουν σχεδιαστεί τα διανύσματα του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από κάθε αγωγό και οι δυνάμεις που δέχεται κάθε αγωγός. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούν οι αγωγοί 1 και 2 είναι αντίστοιχα και και έχουν σχεδιαστεί με το κανόνα του δεξιού χεριού.

Οι Δυνάμεις Laplace Το μαγνητικό πεδίο ασκεί στον αγωγό 2 τη δύναμη Laplace , όπως προκύπτει από τον κανόνα των τριών δακτύλων. Το μαγνητικό πεδίο ασκεί στον αγωγό 1 τη δύναμη Laplace , όπως επίσης προκύπτει από τον κανόνα των τριών δακτύλων. Επειδή οι δυνάμεις Laplace είναι πάντοτε κάθετες στους ρευματοφόρους αγωγούς και οι αγωγοί σχηματίζουν γωνία, οι δυνάμεις και επίσης σχηματίζουν γωνία. Άρα δεν είναι αντίθετες μεταξύ τους. Συνεπώς για αυτές τις δυνάμεις δεν ισχύει ο 3ος νόμος του Νεύτωνα.

Παρατήρηση: Όπως φαίνεται στο δεύτερο Σχήμα, στην ειδική περίπτωση που οι αγωγοί είναι παράλληλοι, επειδή οι δυνάμεις Laplace παραμένουν κάθετες στους αγωγούς, είναι αντίθετες μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση λοιπόν ισχύει ο 3ος νόμος του Νεύτωνα.