Решение до правки #10521 от , автор astrosander. Это не текущая версия.
К задаче $9.1.8$
В однородном магнитном поле индукции B находится квадратная рамка с током. Масса рамки m, ток в ней I. Определите частоту свободных колебаний рамки вокруг оси OO^\prime

Solutions of Savchenko Problems in Physics
knowledge must be free

    <h3 id="back-link"><a href="/ru#9.1">$\leftarrow$Назад</a></h3>

    <h3> Условие </h3>
    <p>
        $9.1.8^*.$ В однородном магнитном поле индукции $B$ находится квадратная рамка с током. Масса рамки $m$, ток в ней $I$. Определите частоту свободных колебаний рамки вокруг оси $OO^\prime$

К задаче

    <h3>Решение</h3>
    <p>
        Рассмотрим малое отклонение от равновесия на угол $\alpha$: </p><p>

Момент действующий на рамку со стороны магнитного поля:

где — сторона рамки


сила тяжести не создает момента так как проходит через точку вращения


Из основного уравнения вращательного движения:

для нашего случая:

теперь найдём момент инерции рамки при наблюдаемых колебаниях


Момент инерции верхней и нижней стороны рамки составляет

где — расстояние до этой стороны.


Момент инерции боковых сторон:

Находим момент инерции , подставляя и


тогда уравнение будет иметь вид:


Решая уравнение гармонических колебаний, находим укловую частоту

    <h4>Ответ</h4>
    <p>
        $$\omega = \sqrt{\frac{6BI}{m}}$$
    </p>
	<p style="text-align: right; font-style: italic; font-size: 14;">
      Andrei Yersh<br>
    </p>


<footer class="row container">
  <br>
    <p>
        <small> © <strong>Savchenko Solutions</strong>, 2023-2024 <br></small>
    </p>
    <p>
        <small>Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> alex@savchenkosolutions.com <br></small>
    </p>
</footer>