Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2939
2017-04-22 
Внутри плоского конденсатора, между обкладками которого с помощью источника напряжения поддерживается постоянная разность потенциалов $U$, расположена плоскопараллельная металлическая пластина толщиной $a$ и массой $m$. В начальный момент пластина прижата к левой обкладке конденсатора (рис.), а затем отпускается. Чему будет равна скорость пластины в тот момент, когда она достигнет правой обкладки конденсатора? Площадь каждой пластины равна 5, а расстояние между обкладками $d$.
Решение:
В начальный момент времени на пластине будет находиться положительный заряд, величина которого $Q = \frac{ \epsilon_{0} SU}{(d-a)}$. Этот заряд будет сохраняться на пластине во время ее движения между обкладками конденсатора. На левой обкладке конденсатора начальный заряд равен нулю, а на правой $- Q$. По мере перемещения пластины к правой обкладке конденсатора заряды на обкладках будут расти и в тот момент, когда пластина достигнет правой обкладки, заряд на левой обкладке будет равен $+ Q$, а на правой $- 2Q$ (условие постоянства разности потенциалов на пластинах). Работа, совершенная источником $A = QU$, пошла на кинетическую энергию пластины: $QU = \frac{mV^{2}}{2}$. Отсюда скорость пластины
$V = U \left ( \frac{2 \epsilon_{0} S}{m(d-a)} \right )^{1/2}$.
Внутри плоского конденсатора, между обкладками которого с помощью источника напряжения поддерживается постоянная разность потенциалов $U$, расположена плоскопараллельная металлическая пластина толщиной $a$ и массой $m$. В начальный момент пластина прижата к левой обкладке конденсатора (рис.), а затем отпускается. Чему будет равна скорость пластины в тот момент, когда она достигнет правой обкладки конденсатора? Площадь каждой пластины равна 5, а расстояние между обкладками $d$.
Решение:
В начальный момент времени на пластине будет находиться положительный заряд, величина которого $Q = \frac{ \epsilon_{0} SU}{(d-a)}$. Этот заряд будет сохраняться на пластине во время ее движения между обкладками конденсатора. На левой обкладке конденсатора начальный заряд равен нулю, а на правой $- Q$. По мере перемещения пластины к правой обкладке конденсатора заряды на обкладках будут расти и в тот момент, когда пластина достигнет правой обкладки, заряд на левой обкладке будет равен $+ Q$, а на правой $- 2Q$ (условие постоянства разности потенциалов на пластинах). Работа, совершенная источником $A = QU$, пошла на кинетическую энергию пластины: $QU = \frac{mV^{2}}{2}$. Отсюда скорость пластины
$V = U \left ( \frac{2 \epsilon_{0} S}{m(d-a)} \right )^{1/2}$.
