문제 #14763

Question

그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 Z=0 상에 놓여있다. 이 도선이 자속밀도 B=0.6a_x -0.5a_y +a_z(Wb/m^{2}) 인 균일 자계 내에 놓여 있을 때 도선의 직선 부분에 작용하는 힘 (N) 은?

Accepted Answer

이 문제는 **로렌츠 힘 법칙**을 이용하여 전류가 흐르는 도선에 작용하는 힘을 구하는 문제입니다. 핵심은 직선 부분에 작용하는 힘을 계산하기 위해 해당 부분의 **전류 벡터**와 **자속 밀도 벡터**를 정확히 파악하고 외적(cross product)을 수행하는 것입니다. 이 문제에서는 반원형 도선의 직선 부분이 x축을 따라 놓여있다고 가정할 수 있으며, 전류의 방향과 크기를 고려하여 전류 벡터를 설정합니다. 여기에 주어진 균일 자속 밀도 벡터를 외적하면 직선 부분에 작용하는 힘의 벡터를 얻을 수 있으며, 이를 계산하면 보기 2번과 같은 결과가 나옵니다.

문제 1