Draht im Magnetfeld

Ron-Tom · Anmeldungsdatum: 09.02.2010 Beiträge: 17

Guten Tag
Dass im Bild gezeigte Magnetfeld ist homogen. In dieses wird ein Stromdurchflossenes Drahrechteck (leitfähig und aus Kupfer) hineingehängt. es ist so aufgehängt, dass es völlig beweglich ist. Die Frage ist: Bewegt es sich, wenn es von Strom durchflossen wird?
Meine Annahme: Nein, denn die Kraft wirkt immer gegensätzlich, d.h. die linke seite des rechtecks wirkt eine Kraft nach vorne, auf der linken Seite eine Kraft nach hinten. Genau dass selbe oben und unten vom Rechteck. ---> Das Drahtrechteck bewegt sich nicht wenn es Stromdurchflossen ist in einem homogenen Magnetfeld.
Ist meine Annnahme korrekt?
Danke schon im Voraus.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wenn, was Du richtig erkannt hast, links eine Kraft nach vorne und rechts eine Kraft nach hinten wirkt, herrscht zwar Kräftegleichgewicht, nicht aber Momentengleichgewicht. Da die Spule "vollkommen beweglich" aufgehängt ist, wird sie sich also drehen (linke Seite folgt der dort wirkenden Kraft und dreht sich nach vorne, rechte Seite entsprechend nach hinten), allerdings nur so lange wie noch ein "Hebelarm" zur Verfügung steht. Nach einer Drehung von 90° (bezogen auf die gezeigte Ausgangsstellung) wirken zwar noch dieselben Kräfte, aber kein Moment mehr. Auf die waagrechten Teile der Leiterschleifen wirkt wegen F = I*(l x B) in der gezeigten Stellung keine Kraft. Erst im Laufe der Drehung wird der Sinus des Winkel zwischen l und B größer Null, allerdings heben sich die Kräfte auf und bilden auch kein Moment.

Ron-Tom · Anmeldungsdatum: 09.02.2010 Beiträge: 17

vielen dank. ich habe aber noch kein Momentengleichgewicht in der Schule gehabt. Ohne diese Momentenrechnung würde das Drahtrechteck aber stehen bleiben, wegen dem Kräftegleichgewicht. oder?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ron-Tom · Anmeldungsdatum: 09.02.2010 Beiträge: 17

stimmt genau. super beispiel für die Erklärung. =D sie dreht sich nur um 90°, dann hat es kein Moment mehr. Wie könnte man dies denn noch anders erklären (z.b. mittels Rechte-hand-regel??)
vielen Dank

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Das ist doch schom mittels Rechte-Hand-Regel erklärt. Damit hast Du doch die Richtung der beiden Kräfte ermittelt. Jetzt kannst Du nur noch argumentieren, dass die beiden Kräfte betragsmäßig deshalb gleich groß sind, weil sowohl der Betrag des Magnetfeldes als auch der Betrag des Stromes an beiden Seiten der Leiterschleife gleich groß und die beiden senkrechten Teile der Leiterschleife gleich lang sind.

Ron-Tom · Anmeldungsdatum: 09.02.2010 Beiträge: 17

ja dass ist schon klar. aber wieso hört die konstruktion denn nach einer 90° drehung auf zu drehen, wenn immer noch die selben Kräfte wirken? entschudlige meine fragerei... doch ich kanns mir nicht erklären

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Führ das Büroklammerexperiment mal zuende. Die Leiterschleife hat sich um 90° gedreht, Du ziehst an der jetzt vorne liegenden Seite der Leiterschleife nach vorne und an der jetzt hinten liegenden Seite der Leiterschleife nach hinten. Und zwar nach vorne und hinten gleich stark. Da bewegt sich nichts mehr, oder? Es wirkt nämlich kein Moment mehr.