объясните мне одну научную непонятку из физики? +

Question

вот провод с током в магнитном поле отклоняется поперек магнитного поля
заряженная частица движущаяся поперек поля тоже отклоняется поперек магнитного поля
а почему тогда виток провода с током прилипает к магниту это же получается вдоль поля сила на него действует?

Answer 1

для простоты возьмем виток в виде прямоугольной рамки со стороной а (все выводы относительно не можно распространить на витки любой формы воспользовавшись интегрированием) . пусть виток находится в однородном магнитном поле в котором сила Ампера равна F=JB*dl*sinA. тогда возможны два крайних случая. 1. плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля. на две стороны рамки (которые параллельны линиям) сила Ампера не действует (A=0, sinA=0) , а на две другие действуют две равные F=JBa, (A=pi/2, sinA=1) и противоположно направленные силы создающие вращательный момент, под действием которого рамка начинает поворачиваться (но не двигаться поступательно к какому-то полюсу) . 2. рамка расположена перпендикулярно линиям поля. тогда на все стороны рамки действуют силы направленные в плоскости рамки, которые деформируют е (растягивают или сжимают и равнодействующая этих сил равна 0) . эти силы уравновешиваются силами упругости возникающими в рамке. произвольно расположенная рамка всегда стремится к положению 2. при переходе из состояния 1 в состояние 2 вращающий момент и угловое ускорение поворота рамки уменьшаются от максимального до 0, а деформирующие силы возрастают от 0 до максимума. другое дело когда рамка находится в неоднородном поле (например в поле постоянного магнита) . тогда деформирующие силы не лежат в плоскости рамки и их равнодействующая не равна нулю и направлена в сторону увеличения магнитного поля (туда где линии поля гуще) . под действием этой силы рамка перемещается поступательно в сторону роста поля и если ей ничто не мешает прилипнет к какому-то полюсу магнита.