Frage von Neopearl, 54

[Physik, Magn. Feld] Kraft auf eine Spule im Magnetfeld berechnen?

Hallo zusammen :)

Ich befinde mich zur Zeit in der Q11 auf einem Gymnasium in Bayern. Nächste Woche schreiben wir Physik-Klausur über das magnetische- und das E-Feld.

Dementsprechend habe ich ein paar Aufgaben gerechnet, und bin auf diese hier gestoßen (siehe Bild).

Meine Frage ist jetzt: Wie berechne ich die AUF die Spule wirkende Kraft (nicht die Kraft innerhalb der Spule)? Die Formeln die in meiner Formelsammlung stehen, beziehen sich entweder auf Leiterstücke oder auf LANGGESTRECKTE Zylinderspulen, aber niemals auf quadratische Spulen! :/

Vielleich weiß ja jmd. von euch einen Ansatz dazu :)

Danke schonmal :) Max

Antwort
von Physikus137, 54

Die Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Leiter ist

F = I * ( L x B) mit I = Strom, L = Länge der Leitung, B = magn. Flußdichte

Auf die zu B parallelen oder antiparallelen Anteile der Spule wirkt daher keine Kraft. (wegen L x B = 0)

also ist |F| = 2 * |I| * |L| * |B| pro Leiterschleife.

...

Kommentar von Neopearl ,

Das heißt doch dann, dass garkeine Kräfte auf die Spule wirken, bzw. sie sich alle gegenseitig aufheben oder? Denn es handelt sich ja um eine quadratische Spule, wo laut Definition jede Seite gleich lang ist. So müsste die Kraft des oberen Spulenanteil doch exakt dem Gegenwert der Kraft des unteren Spulenanteils entsprechen, und somit Kräftegleichgewicht herrschen oder? 

Kommentar von Physikus137 ,

Das wäre richtig, wenn der Angriffspunkt der selbe wäre. Da beide Kräfte aber auf unterschiedliche Seiten der Spule angreifen, resultiert daraus ein Drehmoment und die Spule beginnt sich zu drehen.

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