Laplaces lov - Rapport i Fysik

Fysikrapport, 26. april 2004

Laplaces lov

Formål: Forsøgsopstilling: Fremgangsmåde: Øvelsens overordnede formål er at eftervise Laplaces lov, der siger, at Dette gøres i de følgende tre deløvelser A) Eftervisning af, at F er ligefrem proportional med I, når B og ℓ holdes konstante, og når  = 90.

B) Eftervisning af, at F er ligefrem proportional med ℓ, når B og I holdes konstante, og når  = 90.

C) Eftervisning af, at F er ligefrem proportional med sin, når B, I og ℓ holdes konstante.

A) Først sikrede vi os, at magneterne i hesteskomagneten vendte korrekt. Herefter placerede vi denne på en digitalvægt, som efterfølgende nulstilledes. Mellem polskoene på magneten anbragte vi et lederstykke på 0,04m, så dette var vinkelret på magnetfeltet. Derpå Teori: tilsluttede vi lederstykket en spændingskilde, hvorpå de forskellige strømstyrker kunne aflæses. Da vi med det benyttede udstyr ikke bør overskride 4A, foretog vi målinger for hver 0,5A op til denne værdi. B) Det under punkt A) anvendte lederstykke var udskifteligt, så her erstattede vi skiftevis dette og holdt strømstyrken konstant på 4A. Vi målte desuden de enkelte lederstykkers længde med en lineal. C) I denne deløvelse brugte vi i stedet for lederstykkerne fra de to forrige deløvelser en lille drejelig spole samt en anden magnet. Denne var inddelt i gradtal, og vi opstillede den således, at 0 svarede til intet udslag på vægten. Vi holdt igen strømstyrken konstant på 4A. Først drejede vi spolen den ene vej og noterede data for hver 10. Dette gentog vi, men drejede blot spolen den modsatte vej.

Hesteskomagneten vil påvirke det strømførende lederstykke med en opadrettet kraft F. Ifølge Newtons tredje lov vil lederstykket påvirke magneten med en lige så stor og modsatrettet kraft nedad. Da magneten er anbragt på en nulstillet vægt, resulterer denne kraft i et udslag m på vægten. Kraften F er så givet ved: Da m kan aflæses, og da tyngdeaccelerationen g kendes, kan F beregnes. Kraften F fra den ovenstående formel svarer til kraften F i Laplaces lov: Her er B fluxtætheden eller den magnetiske induktion, der er et udtryk for magnetfeltet styrke. I vores øvelse er B konstant. I er strømstyrken gennem lederstykket og ℓ er dets længde. Vinklen  er den vinkel, lederstykket danner med de magnetiske feltlinier i det homogene magnetfelt. I deløvelserne A) og B) er  = 90, så sin = 1.