[물1] 270319_전의자 변화관찰 ☆
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안녕하세요 IMPULSE 물리학1 저자입니다.
이번 3모 물1 19번 전류에 의한 자기장 문제 해설하며
전의자 단원에서 "반드시 변화 관찰부터" 해야함의 중요성을 설명해보도록 하겠습니다.
중요한 실전개념 다룬 부분 하이라이트는 꼭 읽으시길 바랍니다!
-------------Step 1-------------
숫자단순화 합시다. 거리 d는 1로 두고,
저는 I랑 B0 중에는 표에 자주 등장한 B0를 1로 두었습니다.
이렇게 숫자단순화 두 번은 국룰이죠..!
또한, 수직으로 나오는 자기장을 +, 들어가는 자기장을 -로 부호화합시다.
-------------Step 2-------------
우리에게 주어진 정보는 표에서 볼 수 있듯 세 개 입니다.
이 세 정보, 즉 세 순간에 대해 각각 합성자기장 식을 일일히 쓴다? 미친 짓입니다.
반드시 전류에 의한 자기장 문제를 만나면, "두 점에 대한 변화관찰"부터 해야 합니다.
즉, "지점 A와 지점 B의 자기장 변화는 오직 도선X 하나가 만드는 자기장 변화와 일치할 때"를 찾자는 겁니다.
찾아봅시다.
-------------Step 3-------------
지점 p에 대해, C의 위치가 d일 때와 3d일 때 변화 관찰을 할 수 있음이 보이시나요?!
p 위치 하나만 놓고 보면, C의 위치가 d -> 3d로 바뀌어서 자기장 세기가 (B0=1) -> 0이 된거니까,
앞서 하이라이트 한 변화 관찰 장면과 동일한 구조인거죠.
계산합시다. C의 전류 세기를 c로 두면
C가 d일 때 & 3d일 때 p에 만드는 자기장은 각각 C, C/3 이므로 변화량인 2C/3이 곧 1인 거죠.
따라서 C의 전류 세기는 3/2입니다.
그런데 여기서 멈추면 안됩니다. C가 p에서 멀어지며 p에 나오는(⦾)방향의 자기장이 약해졌으니
'세기'로 주어졌던 B0 값은 +1과 -1중 +1인 것을 알 수 있습니다.
-------------Step 4-------------
변화 관찰 한번 더 해봅시다. 이번에는 앞서 하이라이트 한 방식의 변화관찰이 아니라,
'점선대칭적 사고방식'에 해당하는 변화관찰을 써 볼겁니다. 결론부터 얘기하면,
[C가 d일 때 지점 p의 자기장] + [C가 d일 때 지점 q의 자기장] 을 더하고 싶어야 합니다.
왜냐하면 더한 값은 A, C가 날라가며 결국 = [B가 p, q에 만드는 자기장 합]이 되기 때문!
이해가 잘 안되시면 다음 그림을 참고해주세요1!
계산해봅시다.
[B가 p, q에 만드는 자기장 합]은 (-4I/3)입니다.
또한 표에서 세기로 주어진 +2B0 값이 +2 or -2 중 무엇인 지 모릅니다.
다만 1과 더했을 때 각각 +3 or -1 입니다.
그런데, B의 전류 세기인 I는 양수이므로, (-4I/3)은 +3 or -1 중 -1 입니다.
따라서, I는 3/4고 답은 4번입니다.
---------------------------------------------------------
전류에 의한 자기장 문제 요새 매우 HOT 합니다.
하나만 기억합시다. 한 점씩 다 합성자기장 쓰고.. 귀류 박는 거 부터 하는 게 아니라,
"변화 관찰" 부터 해서 식 뽑읍시다. 이때 변화 관찰이란,
1) 지점 A과 지점 B의 자기장 변화는, 오직 도선 X 한놈이 만드는 자기장 변화와 일치할 때
2) 점선대칭적 관찰
두 경우밖에 없습니다. 이렇게 변화 관찰 할 수 있는 만큼 해놓고 식 쓰자는 겁니다.
요번 3모도 이렇게 변화 관찰 두번이면 간단하게 풀렸네요.
IMPULSE 물리학 많은 관심 부탁드림돠!!!!!!!!
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