京都大学の問題です

質問

画像がみにくくてすみません
京都大学の過去問です
a-dは固定されていて、回転するようになっています
４つの棒は導線です
このとき鉛直上向きに磁界をかけると
b-cはy軸方向に力をうけて回転しますよね
では、a-b c-d は力をうけないのでしょうか？
過去問の答えでは、うけないことになっていますが
疑問です

回答No.1

tknaka · ベストアンサー

文系なので、うろ覚えの知識から。ちょっと面白そうだったので考えてみました。

導線の強さにもよるのかも知れませんが、磁場に対して b-c が上がっていく時には外向き、下りていく時には内向きの力（±ｘ軸方向の力）がかかると思います。ただ、それは導線が曲がることができるほどの力なのかどうかは、導線の強さと磁場としての磁力、電圧の大きさで変わってくるのでしょう。　a-d は固定されているということですから、掛けられた磁力・電圧は導線を曲げることはないと仮定されているのでしょうね。また、同じだけの力が互いに反発する方向（双方に外側・または内側）に働きますので、ｘ軸方向に全体をズラス効果はありません。

多分、これであっていると思うのですが、専門の方々の回答をお待ちください。

お礼

どうもありがとうございました＞＜
質問した後、馬鹿な質問したなあと思いました（笑）
あとのお二人も、どうもありがとうございました！
早く回答いただいた方にポイントあげますすみません＞＜

回答No.6

BookerL

＃４です。

＃５さんの
＞a-b-c-dがa-d軸で回転したら、a-bもc-dも磁界と平行でなくなるので
＞力は発生します。

　そのとおりでした。

　図だけ見て反応してしまっていました。反省。

回答No.5

mtaka2

初期状態では、a-b、c-dは磁界と平行ですので力は発生しませんが、

a-b-c-dがa-d軸で回転したら、a-bもc-dも磁界と平行でなくなるので
力は発生します。
その時はa-bとc-dで発生する打ち消し合うことになります。

回答No.4

BookerL

a-b　と　c-d　の電流は、磁界と同じ方向なので、磁界からの力は受けません。

　Ｆ＝ＩＢｌsinθ　で、θが電流と磁界のなす角度ですから、a-d　の電流と磁界の角度は ０ なので、受ける力も ０ です。

http://www14.plala.or.jp/phys/hs-phys/30.html

「力は受けるが、向きが逆なので打ち消し合う」というわけではありません。

回答No.3

gohtraw

ａ－ｂ間とｃ－ｄ間は逆向きの電流が流れるのではないですか？だとすると＃１さんの回答の通り、ａ－ｂ間とｃ－ｄ間が受ける力は打ち消しあうので全体としては力を受けないのと同じことです。
　＃１さんご指摘の変形の問題については普通この種の問題は剛体として考えると思うのですが、問題中に何か記載はありませんでしたか？

回答No.2

mtaka2

a-b とc-d で、電流量は同じで流れる方向が逆ですから
「a-b と c-d で、まったく逆方向に同じ大きさの力が働く」
ことになります。
両方の力は打ち消しあって、運動に対する影響はなくなります。

あるいは、力はx軸方向に発生するので、a-dを軸とした回転運動には影響しない、という言い方もできます。

どちらにせよ、a-d軸の回転に影響を与えるような力は発生しません。