Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11875
2019-11-30 
Между обкладками плоского конденсатора помещен заряд. Как он будет двигаться, если на конденсатор подать синусоидальное напряжение с начальной фазой $\phi_{0} = 0$?
Решение:
Пусть начальная скорость заряда равна нулю.
Если на пластины конденсатора подается напряжение $u = U_{0} \sin \omega t$, то напряженность поля внутри конденсатора меняется со временем по закону $E = E_{0} \sin \omega t$. Так как на заряд $q$ в электричеезом поле действует сила $F = Eq$, то его ускорение равно
$a = \frac{F}{m} = \frac{q}{m} E_{0} \sin \omega t$.
График зависимости ускорения от времени дан на рисунке а. Из графика видно, что в течение первой четверти периода движение заряда будет ускоренным, причем ускорение все время увеличивается. Во вторую четверть периода движение тоже ускоренное, но ускорение теперь уменьшается. Затем движение становится замедленным так как ускорение переменило знак; величина "замедления" сначала увеличивается а потом уменьшается. В момент времени $t = T = \frac{2 \pi}{ \omega}$ скорость заряда равна нулю. Затем все будет повторяться через равные промежутки времени, равные $T$. Примерные графики зависимости скорости и перемещения от времени даны на рисунках б и в. Заметим, что заряд все время движется прямолинейно в направлении одной и той же пластины. Попробуйте нарисовать аналогичные графики для случая, если $u = U_{0} \cos \omega t$. Покажите, что в этом случае заряд будет совершать колебания около начального положения.
Между обкладками плоского конденсатора помещен заряд. Как он будет двигаться, если на конденсатор подать синусоидальное напряжение с начальной фазой $\phi_{0} = 0$?
Решение:
Пусть начальная скорость заряда равна нулю.
Если на пластины конденсатора подается напряжение $u = U_{0} \sin \omega t$, то напряженность поля внутри конденсатора меняется со временем по закону $E = E_{0} \sin \omega t$. Так как на заряд $q$ в электричеезом поле действует сила $F = Eq$, то его ускорение равно
$a = \frac{F}{m} = \frac{q}{m} E_{0} \sin \omega t$.
График зависимости ускорения от времени дан на рисунке а. Из графика видно, что в течение первой четверти периода движение заряда будет ускоренным, причем ускорение все время увеличивается. Во вторую четверть периода движение тоже ускоренное, но ускорение теперь уменьшается. Затем движение становится замедленным так как ускорение переменило знак; величина "замедления" сначала увеличивается а потом уменьшается. В момент времени $t = T = \frac{2 \pi}{ \omega}$ скорость заряда равна нулю. Затем все будет повторяться через равные промежутки времени, равные $T$. Примерные графики зависимости скорости и перемещения от времени даны на рисунках б и в. Заметим, что заряд все время движется прямолинейно в направлении одной и той же пластины. Попробуйте нарисовать аналогичные графики для случая, если $u = U_{0} \cos \omega t$. Покажите, что в этом случае заряд будет совершать колебания около начального положения.
