Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ”

jzmicer edited
revision #19063 parent #19062 ← older newer →
@@ -1,11 +1,39 @@
−### Условие
−$7.3.13.$ [Вставьте условие задачи]
+### Условие
+$7.3.11.$ На свободный электрон начиная с момента времени $t = 0$ действует электрическое поле напряженности $E = E_0 \sin (\omega t + \varphi)$. Найдите максимальную и среднюю скорость электрона.
### Решение
+Начальная скорость равна 0, поэтому
+$$
+v=\int_0^t a dt\tag{1}
+$$
+$II$ закон Ньютона:
+$$
+F=-Ee=am_e \tag{2}
+$$
+Сделаем замену $a_0=\frac{eE_0}{m_e}$, $(2)\to(1)$
+$$
+v(t)=-a_0\int_0^t \sin (\omega t + \varphi) dt=\frac{eE_0}{m_e\omega} \left(\cos (\omega t + \varphi)-\cos \varphi\right)\tag{3}
+$$
+Учитывая множество значения косинуса, выражение в скобках может принимать значения $[-1-\cos \varphi;1-\cos \varphi]$. Тут надо быть аккуратным: помнить, что нам надо максимальный модуль скорости, и что $\cos \varphi$ может быть как положительным, так и отрицательным. В итоге, анализируя $(3)$, получим
+$$
+v_{max}=\frac{eE_0}{m_e\omega}(1+|\cos\varphi|)
+$$
+Понятно, что скорость меняется периодично с периодом $T=\frac{2\pi}{\omega}$. Тогда среднее значение
+$$
+\bar{v}=\frac{1}{T}\int_0^Tv(t)dt\tag{4}
+$$
+Позволю себе пропустить вычисление интеграла - помня, что интеграл от косинуса по его периоду равен $0$, это можно сделать очень быстро. В итоге получим, беря по модулю:
+$$
+\bar{v}=\frac{2eE_0}{m_e\omega}\cos\varphi
+$$
−1
+В авторском ответе опечатка
#### Ответ
−
−[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]
+$$
+v_{max}=\frac{eE_0}{m_e\omega}(1+|\cos\varphi|)
+$$
+$$
+\bar{v}=\frac{2eE_0}{m_e\omega}\cos\varphi
+$$