回答締め切り

この問題の解説で、「コイルの巻き数が大きい方がコイルに発生する誘導起電力が大きく、ニクロム線に流れる電流が大きくなる。そのため、ニクロム線で発生するジュール熱も大きくなり、エネルギーを多く消費するので、振り子の振動のエネルギーが速く減少する。」とありました。なぜニクロム線で発生するジュール熱が大きくなると振り子の振動のエネルギーが速く減少するのでしょうか?ご教示願います。

回答(1件)

エネルギー保存則的な観点から説明します。この問題では常にエネルギーが保存すると捉えてよいと思われるので、磁石の運動エネルギーをK、ジュール熱をQとします。エネルギー保存則より、

K+Q=(一定)=EK+Q=(一定)=E

が成り立ち、この一定値をEで置いています。

磁石がコイルの近くを通過する時に熱量は増加するので、時間が経つにつれKは減少します。ここで、コイルの巻数を増やすということは、磁石が一回コイルの近くを通過した時に発生する熱量が増えるということです。

簡単に言うと、振り子が一回振れるごとに発生する熱量が増えるので、早く磁石の振動が止まるということです。

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