通入稳恒电流后,棒将做类似于单摆的运动,来回摆动.由于最大摆角是60°所以平衡位置与竖直方向成30°角.也就是说,当偏角为30°时棒受力平衡.
在偏角为30°时,对半受力分析后可列出:
BIa=Tsin30°
mg=Tcos30°
解得:I=2*根号3
由单摆运动可知,最大速度一定出现在平衡位置,也就是偏角为30°时.
由几何关系不难得出棒从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时的水平位移x=0.5L,竖直位移为y=(1-cos30°)L
从最低点(开始运动时)到偏角为30°(平衡位置)时,由动能定理得:
0.5LBIa-mg(1-cos30°)L=0.5mv^2
=> v=0.96m/s