Added 8.4.16 8.4.18

astrosander правка от
Посмотреть решение История
правка #643 GitHub ffca814 позже →
ru/8.4.18.md +267 −0
@@ -0,0 +1,267 @@
+x<html>
+ <head>
+ <title>Решебник Савченко</title>
+
+ <meta name="keywords" content="решение, савченко, оливер, яковлевич, о.я., сборник задач по физике, решебник">
+ <meta name="description" content="Решение задачника Савенко О.Я.">
+ <meta http-equiv="content-language" content="ru">
+ <meta charset="utf-8">
+ <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
+ <meta property="og:title" content="Решебник Савченко"/>
+ <meta property="og:image" content="img/logo.png">
+ <meta property="og:description" content="Сайт с решениями задач из сбоника задач Савенко О.Я.">
+ <meta name="yandex-verification" content="6cfda41f74038368" />
+
+ <link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../css/bootstrap.css">
+ <link rel="stylesheet" media="screen and (max-width: 769px)" type="text/css" href="../../css/StyleMobile.css">
+ <link rel="stylesheet" media="screen and (min-width: 769px)" type="text/css" href="../../css/style.css">
+ <link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../css/fonts.css">
+ <link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../css/banner-styles.css">
+ <link rel="icon" href="../../img/logo.png" type="image/png" />
+
+ <script src="../../js/jquery-1.10.1.min.js"></script>
+
+ <script type="text/javascript" async
+ src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.7/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML">
+ </script>
+
+ <!-- MathJax configuration -->
+ <script type="text/x-mathjax-config">
+ MathJax.Hub.Config({
+ extensions: ['tex2jax.js'],
+ jax: ['input/TeX','output/HTML-CSS'],
+ tex2jax: {
+ inlineMath: [ ['$','$'], ['\\(','\\)'] ],
+ processEscapes: true,
+ processClass: 'tex2jax',
+ ignoreClass: 'html'
+ },
+ showProcessingMessages: false,
+ messageStyle: 'none'
+ });
+ </script>
+ </head>
+
+ <body style="">
+ <div class="container row">
+ <div class="col flash">
+ <header>
+ <h1>Решение задач из Савченко О.Я.</h1>
+ </header>
+ </div>
+ <aside class="col col-lg-3">
+ <nav>
+ <ul class="nav">
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#1">1.Кинематика</a>
+ </li>
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#2">2.Динамика</a>
+ </li>
+
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#3">3.Колебания</a>
+ </li>
+
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#4">4.Гидростатика</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#5">5.Молекулярная</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#6">6.Электростатика</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#7">7.Движение в электрическом поле</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#8">8.Электрический ток</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#9">9.Магнитное поле</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#10">10.Движение в сложных полях</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#11">11.Электромагнитная индукция</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#12">12.Электромагнитные волны</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#13">13.Оптика</a>
+ </li>
+
+
+
+ <li>
+ <a href="../../#14">14.CTO</a>
+ </li>
+
+ </ul>
+ </nav>
+ </aside>
+ <div id="main" class="col col-lg-9">
+ <div class="row">
+ <div class="col caption">
+ <h2>
+ <a href="../">←Назад</a>
+ </h2>
+ </div>
+ </div>
+
+
+ <div id="1" class="row odd">
+
+ <div class="col col-lg-12">
+ <h3>
+ Условие:
+ </h3>
+ <div class="task">
+ <p>
+ \(8.4.18.\) а. Между пластинами конденсатора с постоянной скоростью $v$ движется равномерно заряженная тонкая пластина, заряд которой $q$. Определите ток
+в цепи, если конденсатор замкнут накоротко, а расстояние между пластинами $d$.<br>
+б. Изменится ли результат, если внутри конденсатора перпендикулярно пластинам со скоростью $v$ движется точечная частица с зарядом $q$?
+
+ </p>
+
+ </div>
+
+ <div class="StatementDiv">
+ <img class="Statement" src="statement.png">
+ </div>
+ <hr>
+ <h3>
+ Решение:
+ </h3>
+
+ <div class="solutions">
+ <p class="TxtSolutions"> Для решения задачи нам необходимо знать, какое поле создает большая однородно заряженная пластина (большая по сравнению с расстоянием от пластины до точки, поле в которой нас интересует). Будем исходить из того, что, как мы знаем, электрическое поле в плоском конденсаторе равно <br><br>
+ $\frac{u}{d } = \frac{Q}{C_{d} } = \frac{Q}{ \epsilon_{0}S }$, <br><br>
+ где $C$ - емкость конденсатора, $u$ - разность потенциалов между его пластинами, $Q$ - заряд конденсатора, $S$ - площадь пластин, $d$ - расстояние между пластинами и $\epsilon_{0}$ - электрическая постоянная. <br><br>
+ Но поле в конденсаторе равно сумме полей, создаваемых его пластинами. Это означает, что каждая из пластин конденсатора создает ноле, равное $\frac{1}{2} \frac{Q}{ \epsilon_{0}S }$. Такое поле должна создавать н просто одна большая равномерно заряженная пластина.
+ <br><br>
+ </p>
+ </div>
+
+ <div class="StatementDiv">
+ <img class="Statement" src="sol.png" style="padding-left: 20;">
+ </div>
+
+ <div class="solutions">
+ <p class="TxtSolutions">
+ Таким образом, мы нашли, что средняя подвижная пластина создает поле $\frac{1}{2} \frac{q}{ \epsilon_{0}S }$. <br><br>
+ Но поле системы зарядов равно сумме нолей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности. Поэтому поле между обкладками равно сумме полей, создаваемых обкладками и перемещаемой пластиной. Будем считать, что суммарный заряд накоротко замкнутых пластин равен нулю (Нетрудно обобщить задачу на случай, когда суммарный заряд обкладок конденсатора не равен нулю. Ответ в этом случае остается прежним.). Тогда, если заряд одной из обкладок равен $Q$, то заряд второй обкладки равен минус $Q$, и поле, создаваемое этими пластинами, точно такое же, как поле в конденсаторе с зарядом $Q$: $E = \frac{Q}{ \epsilon_{0}S }$. <br><br>
+ С одной стороны от пластины поля обкладок и подвижной пластины направлены в одну сторон), с другой — в противоположную. Поэтому слева от пластины (рис.) (для определенности мы считаем, что $q>0$) поле $E_{1} = \frac{1}{2} \frac{q}{ \epsilon_{0}S } + \frac{Q}{ \epsilon_{0}S } = \frac{q + 2Q}{ \epsilon_{0}S }$, а справа от нее поле $E_{2} = \frac{Q}{ \epsilon_{0}S } - \frac{1}{2} \frac{q}{ \epsilon_{0}S } = \frac{2Q - q}{ \epsilon_{0}S }$. <br><br>
+ Работа, необходимая для того, чтобы перенести единичный положительный заряд от одной обкладки нашего кондесатора к другой, равна $A = E_{1}d_{1} + E_{2}d_{2}$. Но ведь конденсатор накоротко замкнут, и разность потенциалов между обкладками равна нулю. Следовательно, $E_{1}d_{1} + E_{2}d_{2} = 0$. Или $\frac{2Q + q}{2 \epsilon_{0}S } d_{1} + \frac{2Q - q}{2 \epsilon_{0}S } (d - d_{1} ) = 0$. <br><br>
+ Упростив это уравнение, получим $Q(d - d_{1}) + qd_{1} = 0 \;(1)$<br><br>
+ Когда средняя пластина передвинется на расстояние $x$, по проводу, соединяющему обкладки, пройдет заряд $\Delta Q$, и заряды обкладок будут равны $Q+ΔQ$ и $−Q−ΔQ$. Так как и в этим случае разность потенциалов между обкладками равна нулю, то, рассуждая так же, как в нервом случае, получим уравнение <br><br>
+ $\frac{q + 2(Q - \Delta Q)}{2 \epsilon_{0}S } (d_{1} + x ) + \frac{2(Q - \Delta Q) - q }{2 \epsilon_{0}S } (d - d_{1} - x ) = 0$<br><br>
+ или <br><br>
+ $(Q - \Delta Q)(d 0 d_{1} - x) + q(d_{1} + x) = 0 \;(2)$<br><br>
+ Вычитая из уравнения $(2)$ уравнение $(1)$. найдем, что $\Delta Q = dQ = q \frac{dx}{d} \;(3)$.<br><br>
+ Домножим $(3)$ на $\frac{1}{dt}$:<br><br>
+ $\frac{dQ}{dt}=q \frac{dx}{dt} \cdot \frac{1}{d}$<br><br>
+ Т.к. Сила тока $I = \frac{dQ}{dt}:$<br><br>
+ $I = \frac{qv}{d}$<br><br>
+
+ </p>
+ </div>
+
+ <h3>
+ Ответ: а. $I = qv/d$. б. Нет.
+ </h3>
+ </div>
+
+ </div>
+
+
+
+
+ </div>
+ <a href="#" class="back-to-top affix">
+ ↑ наверх
+ </a>
+ </div>
+ </div> <footer class="row container">
+ <div class="col col-lg-3">
+ <div class="footer-left">
+ <p>
+ <small>
+ © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, &nbsp;&nbsp;&nbsp; 2023-2023<br>
+ </small>
+ </p>
+ </div>
+ </div>
+ <div class="col col-lg-6">
+ <div class="footer-middle">
+ <p>
+ <small>
+ Все права принадлежат авторам.<br>
+ Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов.<br>
+ astrosander01@gmail.com<br>
+ <i>E = mc<sup>2</sup></i>.
+ </small>
+ </p>
+ </div>
+ </div>
+ <div class="col col-lg-3">
+ <div class="footer-right">
+ <div class="pull-right">
+ </div>
+ </div>
+ </div>
+ </footer>
+
+ <script type="text/javascript" src="../../js/bootstrap-affix.js"></script>
+ <script type="text/javascript">
+ $(function(){
+ setTimeout(function () {
+ $('.back-to-top').affix();
+ }, 100);
+
+ });
+ </script>
+
+
+ </body>
+</html>