Rechteckschleife im Magnetfeld
About points...
We associate a certain number of points with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as points for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit the number of points for the exercise in the collection independently, without any effect on "points by default" as represented by the number here.
That being said... How many "default points" should you associate with an exercise upon creation?
As with difficulty, there is no straight forward and generally accepted way.
But as a guideline, we tend to give as many points by default as there are mathematical steps to do in the exercise.
Again, very vague... But the number should kind of represent the "work" required.
About difficulty...
We associate a certain difficulty with each exercise.
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
When you click an exercise into a collection, this number will be taken as difficulty for the exercise, kind of "by default".
But once the exercise is on the collection, you can edit its difficulty in the collection independently, without any effect on the "difficulty by default" here.
Why we use chess pieces? Well... we like chess, we like playing around with \(\LaTeX\)-fonts, we wanted symbols that need less space than six stars in a table-column... But in your layouts, you are of course free to indicate the difficulty of the exercise the way you want.
That being said... How "difficult" is an exercise? It depends on many factors, like what was being taught etc.
In physics exercises, we try to follow this pattern:
Level 1 - One formula (one you would find in a reference book) is enough to solve the exercise. Example exercise
Level 2 - Two formulas are needed, it's possible to compute an "in-between" solution, i.e. no algebraic equation needed. Example exercise
Level 3 - "Chain-computations" like on level 2, but 3+ calculations. Still, no equations, i.e. you are not forced to solve it in an algebraic manner. Example exercise
Level 4 - Exercise needs to be solved by algebraic equations, not possible to calculate numerical "in-between" results. Example exercise
Level 5 -
Level 6 -
Question
Solution
Short
Video
\(\LaTeX\)
Need help? Yes, please!
The following quantities appear in the problem:
Länge \(\ell\) / elektrische Stromstärke \(I\) / Magnetische Flussdichte \(B\) / Kraft \(F\) / Drehmoment \(\vec M\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(F = \ell I B \quad \) \(\vec M = \vec \ell \times \vec F \quad \)
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Exercise:
Eine rechteckige Leiterschleife mit den Seitenlängen .dm und cm liege horizontal in einem ebenfalls horizontal gerichteten homogenen Magnetfeld der Stärke mT. Das Magnetfeld liege parallel zur kurzen Seite der Rechteckschleife. Letztere ist so drehbar gelagert dass sie sich um eine Achse durch die Mittelpunkte der kurzen Seite drehen kann. Wie stark ist das Drehmoment welches auf die Leiterschleife ausgeübt wird falls sie plötzlich von mA durchflossen wird?
Solution:
newqtybo.dm newqtybbon m newqtylocm newqtyllon m newqtyBomT newqtyBBon T newqtyIomA newqtyIIon A % Geg b bo b ell lo l B Bo B I Io I % GesDrehmomentM siNm % Da das Magnetfeld entlang der kurzen Seiten verläuft wirkt auf diese keine Biot-Savart-Kraft. Die langen Seiten stehen gerade senkrecht zum Magnetfeld deshalb beträgt die Biot-Savart-Kraft auf sie solqtyFIell BIn*ln*BnN al F Ff I l B F. % Das Drehmoment auf eine lange Seite beträgt folglich solqtyMefracIell BbFn*bn/Nm al M_ F r Ff fracb Mef F fracb Me. % Auf die andere Lange Seite wirkt ein gleich starkes aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtetes Drehmoment. Des gesamte Drehmoment ist deshalb solqtyMIell Bb*MenNm al M M_ Mf Me M. % M Mf MII
Eine rechteckige Leiterschleife mit den Seitenlängen .dm und cm liege horizontal in einem ebenfalls horizontal gerichteten homogenen Magnetfeld der Stärke mT. Das Magnetfeld liege parallel zur kurzen Seite der Rechteckschleife. Letztere ist so drehbar gelagert dass sie sich um eine Achse durch die Mittelpunkte der kurzen Seite drehen kann. Wie stark ist das Drehmoment welches auf die Leiterschleife ausgeübt wird falls sie plötzlich von mA durchflossen wird?
Solution:
newqtybo.dm newqtybbon m newqtylocm newqtyllon m newqtyBomT newqtyBBon T newqtyIomA newqtyIIon A % Geg b bo b ell lo l B Bo B I Io I % GesDrehmomentM siNm % Da das Magnetfeld entlang der kurzen Seiten verläuft wirkt auf diese keine Biot-Savart-Kraft. Die langen Seiten stehen gerade senkrecht zum Magnetfeld deshalb beträgt die Biot-Savart-Kraft auf sie solqtyFIell BIn*ln*BnN al F Ff I l B F. % Das Drehmoment auf eine lange Seite beträgt folglich solqtyMefracIell BbFn*bn/Nm al M_ F r Ff fracb Mef F fracb Me. % Auf die andere Lange Seite wirkt ein gleich starkes aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtetes Drehmoment. Des gesamte Drehmoment ist deshalb solqtyMIell Bb*MenNm al M M_ Mf Me M. % M Mf MII
Meta Information
Exercise:
Eine rechteckige Leiterschleife mit den Seitenlängen .dm und cm liege horizontal in einem ebenfalls horizontal gerichteten homogenen Magnetfeld der Stärke mT. Das Magnetfeld liege parallel zur kurzen Seite der Rechteckschleife. Letztere ist so drehbar gelagert dass sie sich um eine Achse durch die Mittelpunkte der kurzen Seite drehen kann. Wie stark ist das Drehmoment welches auf die Leiterschleife ausgeübt wird falls sie plötzlich von mA durchflossen wird?
Solution:
newqtybo.dm newqtybbon m newqtylocm newqtyllon m newqtyBomT newqtyBBon T newqtyIomA newqtyIIon A % Geg b bo b ell lo l B Bo B I Io I % GesDrehmomentM siNm % Da das Magnetfeld entlang der kurzen Seiten verläuft wirkt auf diese keine Biot-Savart-Kraft. Die langen Seiten stehen gerade senkrecht zum Magnetfeld deshalb beträgt die Biot-Savart-Kraft auf sie solqtyFIell BIn*ln*BnN al F Ff I l B F. % Das Drehmoment auf eine lange Seite beträgt folglich solqtyMefracIell BbFn*bn/Nm al M_ F r Ff fracb Mef F fracb Me. % Auf die andere Lange Seite wirkt ein gleich starkes aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtetes Drehmoment. Des gesamte Drehmoment ist deshalb solqtyMIell Bb*MenNm al M M_ Mf Me M. % M Mf MII
Eine rechteckige Leiterschleife mit den Seitenlängen .dm und cm liege horizontal in einem ebenfalls horizontal gerichteten homogenen Magnetfeld der Stärke mT. Das Magnetfeld liege parallel zur kurzen Seite der Rechteckschleife. Letztere ist so drehbar gelagert dass sie sich um eine Achse durch die Mittelpunkte der kurzen Seite drehen kann. Wie stark ist das Drehmoment welches auf die Leiterschleife ausgeübt wird falls sie plötzlich von mA durchflossen wird?
Solution:
newqtybo.dm newqtybbon m newqtylocm newqtyllon m newqtyBomT newqtyBBon T newqtyIomA newqtyIIon A % Geg b bo b ell lo l B Bo B I Io I % GesDrehmomentM siNm % Da das Magnetfeld entlang der kurzen Seiten verläuft wirkt auf diese keine Biot-Savart-Kraft. Die langen Seiten stehen gerade senkrecht zum Magnetfeld deshalb beträgt die Biot-Savart-Kraft auf sie solqtyFIell BIn*ln*BnN al F Ff I l B F. % Das Drehmoment auf eine lange Seite beträgt folglich solqtyMefracIell BbFn*bn/Nm al M_ F r Ff fracb Mef F fracb Me. % Auf die andere Lange Seite wirkt ein gleich starkes aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtetes Drehmoment. Des gesamte Drehmoment ist deshalb solqtyMIell Bb*MenNm al M M_ Mf Me M. % M Mf MII
Contained in these collections:
-
Lorentzkraft auf Leiter by uz
-
Rechteckschleife im Magnetfeld by TeXercises
-
Biot-Savart-Kraft by pw
Asked Quantity:
Drehmoment \(\vec M\)
in
Newtonmeter \(\rm Nm\)
Physical Quantity
Moment, Kraftmoment
Hebelarm mal Hebelkraft
Drehkraft
\( \vec M = \vec F \times \vec r \)
\( M = F \cdot r \) falls Kraft senkrecht zu Hebelarm
Unit