Orientazione del filo per forza massima e nulla

Testo

Un filo rettilineo percorso da corrente è immerso in un campo magnetico uniforme. Come orientereste il filo per ottenere (a) la forza massima, (b) la forza nulla? E se raddoppio sia la corrente che il campo, per quale fattore cambia la forza? Argomenta senza calcoli esatti.

Soluzione

La forza di Laplace su un tratto rettilineo di lunghezza $L$ ha modulo $F = i\,L\,B\,\sin\theta$ dove $\theta$ è l’angolo tra filo e campo.

(a) Forza massima: si ha con il filo perpendicolare a $\vec B$, cioè $\theta = 90^\circ$ e $\sin\theta = 1$.

(b) Forza nulla: si ha con il filo parallelo a $\vec B$, cioè $\theta = 0$ e $\sin\theta = 0$.

Raddoppiando contemporaneamente corrente e campo, la forza diventa $F' = (2i)(2B)\,L\sin\theta = 4\,F$: aumenta di un fattore 4. $\ev{\text{(a) }\perp\vec B;\ \text{(b) }\parallel\vec B;\ \text{fattore }4}$

Collegamenti

Argomenti: Magnetismo Concetti: Forza di Laplace Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica