💡 ヒント:モーター(磁場中のコイルに働く力)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

モーターは、磁場中の長方形コイルに電流を流すことで回転トルク(偶力)を生み出す装置です。コイルの 2 本の長辺には互いに反対向きの力が働き、これがコイルを回します。

力 \(F = IBL\) を使い、てこの腕 \(d\) をかけてトルク(力のモーメント)を計算するのが定石。

✏️ 求めるもの

磁場 \(B\) 中にある縦 \(a\) × 横 \(b\) の長方形コイルに電流 \(I\) を流したときに、コイルに働く力の大きさ偶力のモーメント(トルク)など。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 磁場と平行な辺・垂直な辺を区別:力が働くのは磁場に垂直な辺のみ
  2. 各辺の力の大きさを計算:\(F = IBL\)
  3. モーメント(トルク)を計算:\(N = 2F \cdot (d/2) = Fd\) または全力のモーメント和
注意

偶力」は大きさが等しく向きが反対の 2 力。この 2 力はコイルを回転させるトルクを生むが、並進運動は起こさない(合力ゼロ)。