Построить экономические интервалы токовых нагрузок кабельных линий напряжением 10 кВ, прокладываемых в траншее с одиночными кабелями марки АСБУ 3×70.

Объяснение:

Дано:

B = 0,2 Тл

R = 2 см = 0,02 м

h = 50 см = 0,50 м

e = 1,6*10⁻⁹ Кл - заряд протона

m = 1,67*10⁻²⁷ кг - масса протона

V - ?

Сила Лоренца:

F = e*V*B*sin α -  где α - угол между векторами  V и B.

Электрон одновременно участвует в двух движениях - перпендикулярно силовым линиям магнитного поля со скоростью Vz и вдоль силовых линий поля со скоростью Vx.

Vz = V*sin α

Vx = V*cos α

Но сила Лоренца является и центростремительной силой:

e*Vz*B = m*Vz²/R.

e*B = m*Vz/R.

Vz = e*B*R / m

Vz = 1,6*10⁻¹⁹*0,2*0,02/(1,67*10⁻²⁷) = 3,83*10⁵ м/с

Шаг:

h = 2π*R*ctg  α

ctg α = h / (2π*R) = 0,50 / (2*3,14*0,02) ≈  3,98

α = 14°

sin α = sin 14° = 0,2419

cos α = cos 14° = 0,9703

V = Vz / sin α = 3,83*10⁵ / 0,2419 ≈ 1,6*10⁶ м/с  или  1,6 Мм/с

Задача скорее качественная (т.е. на понимание физики процесса) Точного ответа в числах я здесь не вижу. Поэтому посоветуйтесь еще с кем нибудь.
Рассуждаем:
силу трения Fтр найдем по формуле
Fтр=k*m*g*cos 0=0,25*11,5*9,81*1=28,20375
(ноль при косинусе из-за горизонтальности движения)
тогда результирующая сила Fрез=F-Fтр=30-28,20375=1,79625
Стало быть, если бы не противный шарик, наша пластина двигалась бы равноускоренно.
Дальше начинаются сложности качественного характера:
Впринципе несложно вычислить массу шарика такую,чтобы Fтр компенсировала F. Однако это означало бы лишь одно - что на мгновение соприкосновения с пластиной (которое по условию "мало")
F рез была бы ноль и скорость переста ла бы нарастать.
Однако нам надо добиться постоянной средней скорости т.е. мячик должен тормоозить пластину. И тут мы заходим в тупик нехватки фактической информации:
1) время "мало" - это сколько?
2) частота прыгания мяча неизвестна
3) скорость пластины при первом соударении неизвестна
4) к тому же пластина должна подталкивать мяч по ходу движения так чтобы танец наших друзей не развалился
В связи с выше сказанным, вот мой ответ (две штуки)
ответ 1:  Масса шарика должна быть такой, что бы увеличившаяся сила трения за "малое"  время соприкосновения тормознула систему до скорости первоначального соприкосновения.
ответ 2: Масса шарика должна быть "достаточно большой", что бы остановить систему до нуля.