Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 354
2014-06-01 
На гладком горизонтальном столе находится металлический стержень длиной $l$ и массой $m$, который может двигаться по столу без трения. К одному из концов этого стержня прикреплена непроводящая нить, перекинутая через блок, укрепленный на конце стола (рис.). На другом конце нити висит точно такой же стержень. Будучи предоставленной самой себе, система приходит в движение. Найти напряжение (разность потенциалов) между концами каждого из стержней. Трением в оси блока и массой нити пренебречь.
Решение:
Прежде всего найдем ускорения стержней. Для этого запишем уравнения их движения;
$mg-T=ma$ - для вертикального стержня,
$T=ma$ - для горизонтального стержня.
Отсюда
$a= \frac{g}{2}$.
С таким же ускорением движутся и электроны в стержнях. Это возможно, если в стержнях возникнут электрические поля (рис.), напряженности которых $E_{1}$ и $E_{2}$ удовлетворяют условиям:
$eE_{1}=m_{e} \frac{g}{2}$,
$m_{e}g-E_{z}e=m_{e} \frac{g}{2}$,
где $m_{e}$ - масса электрона и $e$ - модуль его заряда.
Из этих уравнений находим:
$E=E_{1}=E_{2}= \frac{m_{e}g}{2e}$.
Так как электрические поля в стержнях однородны, то
$U_{AB}=U_{CD}=El=\frac{m_{e}g}{2e}l$.
На гладком горизонтальном столе находится металлический стержень длиной $l$ и массой $m$, который может двигаться по столу без трения. К одному из концов этого стержня прикреплена непроводящая нить, перекинутая через блок, укрепленный на конце стола (рис.). На другом конце нити висит точно такой же стержень. Будучи предоставленной самой себе, система приходит в движение. Найти напряжение (разность потенциалов) между концами каждого из стержней. Трением в оси блока и массой нити пренебречь.
Решение:
Прежде всего найдем ускорения стержней. Для этого запишем уравнения их движения;
$mg-T=ma$ - для вертикального стержня,
$T=ma$ - для горизонтального стержня.
Отсюда
$a= \frac{g}{2}$.
С таким же ускорением движутся и электроны в стержнях. Это возможно, если в стержнях возникнут электрические поля (рис.), напряженности которых $E_{1}$ и $E_{2}$ удовлетворяют условиям:
$eE_{1}=m_{e} \frac{g}{2}$,
$m_{e}g-E_{z}e=m_{e} \frac{g}{2}$,
где $m_{e}$ - масса электрона и $e$ - модуль его заряда.
Из этих уравнений находим:
$E=E_{1}=E_{2}= \frac{m_{e}g}{2e}$.
Так как электрические поля в стержнях однородны, то
$U_{AB}=U_{CD}=El=\frac{m_{e}g}{2e}l$.
