Магнетизм (нет в… — Задание ЕГЭ по физике №00018121

Идея

Проводник падает вниз, но не свободно: он съезжает с ускорением $2$ м/с$^2$, а не $10$. Значит, что-то его придерживает. Это сила Ампера: она направлена вверх и частично гасит силу тяжести. Запишем второй закон Ньютона по вертикали — и из него вытащим массу.

Шаг 1. Второй закон Ньютона по вертикали

Вниз тянет тяжесть $mg$, вверх толкает сила Ампера $BIL$. Раз проводник идёт вниз с ускорением $a$, тяжесть пересиливает:

$$mg - BIL = ma.$$

Шаг 2. Выражаем массу

Соберём всё с массой в одну сторону:

$$m(g - a) = BIL \;\Rightarrow\; m = \frac{BIL}{g - a} = \frac{0{,}2 \cdot 5 \cdot 0{,}4}{10 - 2} = \frac{0{,}4}{8} = 0{,}05 \text{ кг}.$$

Логично: будь сила Ампера побольше, ускорение было бы меньше; а если бы она равнялась $mg$, проводник вообще завис бы.