磁体间相互作用力的思考

发表于 2018-04-15   |   分类于 教学

问题如下:
如图3所示,两根完全相同的条形磁铁A和B,重力都为G,叠放在水平桌面上,若磁铁A对磁铁B的压力为F1,磁铁B对桌面的压力为F2,则:
A.F1=G,F2=2G;    B.F1>G,F2>2G;     C.F1>G,F2=2G. 
Image6106.gif
关于F2的大小,整体法考虑A、B为一整体,对地面压力为二者重力之和,即为2G。
对于F1的大小,开始有些不理解的,原因是受到一个实际问题的影响:把一个磁性物体放在含有铁皮的台秤上称,难道质量(重力)会变大?
我做了一个实验:将一块磁铁叠放在一个较高的纸盒上(保证磁铁和台秤足够远,二者之间没有吸引力),一起放在台秤上称出数据为138,再将磁铁放在下面(直接吸在台秤上)纸盒放上面,再一起称出数据仍然是138。即说明台秤受到的压力是不变的。
这与实际受力分析是矛盾的:
TIM图片20180415153922.png
由于A静止受力平衡,有F支=F吸+G,根据力的作用是相互的,F支=F压=F吸+G>G,即F1>G。这个理论分析过程是没问题的,但是为什么与实际问题相矛盾呢?经过一番思考终于找出问题所在,我想到了我们比较熟悉的托盘天平再称量时,实际上两个托盘是和被称物体以及砝码作为整体的,那么台秤应该也是一样的原理,台秤表面的铁皮和被称物体在称量过程中也是作为一个整体,那么磁体和铁皮之间的磁力即为内力了(即铁皮和磁体作为整体称量,不用考虑他们之间的磁力了)。

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  1. 科学专业生

    学习了!

    科学专业生 April 24th, 2018 at 07:47 pm回复

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