悬赏分150的

题目

悬赏分150的
一楼回答是对的,可他并没有解释清楚,为何30度时就是平衡位置?

答案

我只说明为什么在偏离竖直方向30度时是处在平衡位置.
方法有2种较常见：
第1种,因为杆受到三个力,重力、安培力、线的拉力,其中重力和安培力是恒力,将这两个恒力合成得到一个恒力（可等效成”重力“看,它就与平时的单摆一样了）,这样,它与单摆的摆动过程是完全类似的,即摆到圆弧轨迹的中点时是处在平衡位置.
第2种,当杆静止在某处时的位置一定是平衡位置.设在平衡位置时,线偏离竖直方向的角度是α,
这时杆受到重力G、水平方向的安培力F安、沿线方向的拉力F拉,三力的合力为0.
由三角形知识得 tanα＝F安 /G,由前面大家算得的结果,电流是2*根号3 安培,得
F安＝B*I*L1＝0.5*（2*根号3）*0.2＝0.2*根号3 牛顿,G＝0.06*10＝0.6牛顿
所以 tanα＝F安 /G＝（0.2*根号3）/0.6＝根号3/3 ,得 角度α＝30度.