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Energy and angular momentum storage in a rotating magnet

机译:旋转磁铁中的能量和角动量储存

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摘要

We consider a cylindrical metallic magnet that is set into rotation about ahorizontal axis by a falling mass. In such a system the magnetic field willcause a radial current which is non-solenoidal. This leads to chargeaccumulation and a partial attenuation of radial current. The magnetic fieldacting on the radially flowing current slows down the acceleration. Usingnewtonian dynamics we evaluate the angular velocity and displacement. Weexplicitly show that the electromagnetic angular momentum must be taken intoconsideration in order to account for the change in angular momentum due to theexternal torque on the system. Further the loss in potential energy of thefalling mass can be accounted for only after taking into consideration theelectrostatic energy and the Joule loss. We suggest that this example will beof pedagogical value to intermediate physics students. A version of this isscheduled to appear in American Journal of Physics 2011. Keywords: Rotating magnet, Charge accumulation
机译:我们考虑一个圆柱形金属磁铁,该磁铁被设定为围绕紫外线轴的旋转。在这样的系统中,磁场将使是非螺线管的径向电流。这导致ChargeAcumululation和径向电流的部分衰减。在径向流动电流上的磁场切换减慢加速度。使用诺维顿动态,我们评估角速度和位移。 Weexplicklyly表明,必须采取电磁角动量,以便考虑由于系统上的外部扭矩导致的角动量的变化。此外,只有在考虑到电极能量和焦耳损失之后,才能占土坯的潜在能量的损失。我们建议这个例子将对中级物理学生进行教学价值。这一版本的ISSCHEDULED显示在2011年的美国物理学杂志中。关键词:旋转磁铁,电荷累积

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