En U-formad magnet är placerad på en våg. En rak ledare är fast monterad med hjälp av stöd som ej berör vågen. När Ledaren L ej är strömförande visar vågen 435,8g. När en viss ström flyter genom L, visar vågen 438,0g.

A) Åt vilket håll flyter strömmen? B) Hur stor kraft verkar på ledaren?

Det hela sett från sidan (starkt förenklat):

  N     S
  I     I
  I  o  I  
  I     I
  I-----I  
 *********
 *  våg  *                          

O = ledaren och I:na och ---- är ett försök till en U-magnet.

Oavsett om tummen pekar inåt eller utåt tycker jag att mina fingrar pekar åt höger- hur blir det någon skillnad? Tack på förhand!
/Sarah F

Svar:
Sarah! För att lösa problemet (som vi tolkat det) kan vi använda vad som brukar kallas Flemings vänsterhandsregel. Den beskriver de relativa riktningarna mellan magnetfältet B, strömmen I och den resulterande kraften F om vi har en strömförande ledare som befinner sig i ett yttre magnetfält.

Använd din vänstra hand för att illustrera vad som händer. Spreta med fingrarna så att tummen, pekfingret och långfingret bildar räta vinklar med varandra. Om långfingret pekar i strömmens riktning så går magnetfältet längs pekfingret. Tummen visar nu åt vilket håll kraften F är riktad. Titta på bilden nedan (hämtad från Länk 1).

Hur ska vi nu tillämpa detta på problemet med magneten, ledaren och vågen? Enligt problemtexten ger vågen större utslag när strömmen går genom ledaren - magneten påverkas alltså förutom tyngdkraften av ytterligare en kraft i nedåtgående riktning. Det är naturligt att anta att ledaren då utsätts för en kraft med samma storlek men motsatt riktning - alltså uppåt.

Vad säger detta om åt vilket håll strömmen i ledaren går? Jo, ledaren befinner sig ju i magnetfältet från den U-formade permanentmagneten. Detta fält går ju (definitionsmässigt) från N till S - från vänster till höger i bilden.

Nu kan vi använda oss av Flemings fingerknep: låt vänstra handens tumme peka uppåt. Nu är det dags att orientera pekfingret längs permanentmagnetens fältlinjer, från N till S. Långfingret pekar då i strömmens riktning - ut från pappret som du ritat bilden.

Hur stor är nu kraften? Jo, den motsvarar ju den skenbara massökningen hos permanentmagneten som vågens utslag visar - dvs den kraft som gravitationen påverkar en massa på 438,0 - 435,8 = 2,2 g med. F = m*a ger F = 0,0022 [kg] * 9.81 [m/s^2] = 0.021582 newton.

Se länk 1 nedan för en sammanfattning av några vanliga frågor kring magnetism (bilden på Flemings regel är hämtad därifrån).

Nyckelord: magnetism [52];

1 http://www.jcphysics.com/toolbox_indiv.php?sub_id=15