שאלה 1

לפי חוק גאוס השטף דרך הקובייה הוא פשוט:

סך המטען הנקודתי יהיה:

נציב בחזרה בשטף:

ולכן השטף דרך הפאה העליונה הוא:

שאלה 2

אין לי כוח להסביר:

שאלה 3

לפי הפרש פוטנציאלים ליד תייל, הפרש הפוטנציאלים בין ל- הוא:

במקרה שלנו יש שני תיילים, אז פשוט נסכום את הפרש הפוטנציאלים של שניהם:

לפי עבודה הדרושה להזזת מטען, (במקרה שלנו ) נקבל:

שאלה 4

הזרם ההתחלתי בשני המעגלים הוא:

לכן, לפי פריקה של קבל, הזרם יהיה נתון ע”י:

נשווה:

נקבל:

שאלה 5

נמצא את סך התנגדות של הגליל:

לכן המתח:

שאלה 6

לפי כוח לורנץ:

במקרה שלנו:

מאחר והמהירות ההתחלתית היא בכיוון , נסיק כי הביטוי השני בכוח לורנץ תמיד פועל רק במישור . לכן נפריד בין הכוח הפועל ב- ובין הכוח הפועל במישור :

לפי חוק שני של ניוטון:

ולכן:

נשים לב ש- שווה לאפס רק ב-, ולכן החלקיק אף פעם לא יחזור ל-. נסיק שבלי קשר למישור , החלקיק לא יחזור לראשית.

שאלה 7

נבחר לולאת אמפר ברדיוס ממרכז הגליל, כך שהמישור שלו חוצה את הגליל.
לפי חוק אמפר:

מסימטריה, השדה המגנטי נמצא בכיוון המשיקי בכל המרחב - . לכן:

  • עבור , הזרם בתוך הלולאה תלוי רק בתנועת הגליל הפנימי. אנו יודעים שצפיפות זרם חשמלי נתונה ע”י: ולכן, במקרה שלנו: כך שהזרם: נציב ב-:
    • עבור , נצטרך גם להתייחס לקליפה. עבור הגליל הפנימי, הזרם יהיה:
    עבור הקליפה, הזרם יהיה: ולכן הזרם הכולל בתוך הלולאת אמפר: נציב ב-:

שאלה 8

לפי חוק פאראדיי (הדיפרנציאלי):

ולכן רק יכל להיות השדה המגנטי שיותר אותו.

שאלה 9

לפי חוק פאראדיי:

ולכן הזרם במסגרת:

נשים לב שהשטף המגנטי משתנה עם הזמן. נחשב אותו:

אנו יודעים שהשדה המגנטי שתיל אינסופי עם זרם יוצר במרחק הוא:

ולכן השטף:

הנגזרת לפי הזמן:

ולכן הזרם:

השדה יזרום עם כיוון השעון לפי חוק לנץ.

שאלה 10

מדוגמה על גל במיתר, אנו יודעים:

עבור תדירות כללית , אנו גם יודעים ש:

ולכן:

נציב את הקשר למתיחות:

אנו דורשים ש:

ולכן:

שאלה 11

אנו יודעים מגלים אל”מ ש:

כאשר:

כך שנסיק כי:

מאחר ו- בכיוון , וכיוון הגל הוא ב-, נסיק ש- בכיוון . בנוסף, אנו יודעים ש:

ולכן:

אנו גם יודעים ש:

שאלה 12

לפי ניסוי יאנג, אנו יודעים שנקבל התאבכות בונה ב:

דרוש המיקום של ההתאבכות מסדר :

נשים לב גם שהגובה של הנקודה הוא נתון גיאומטרית ע”י ו-:

גיאומטריית הנקודה הדרושה.

בזוויות קטנות, , ולכן:

נציב נתונים: