Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4478
2017-10-24 
Пластины плоского воздушного конденсатора расположены горизонтально. Верхняя пластина сделана подвижной и удерживается в начальном состоянии на высоте $h =1 мм$ над нижней пластиной, которая закреплена. Конденсатор зарядили до разности потенциалов $U = 1000 В$, отключили от источника и освободили верхнюю пластину. Какую скорость приобретет падающая пластина к моменту соприкосновения с нижней пластиной? Масса верхней пластины $m = 4,4 г$, площадь каждой из пластин $S = 0,01 м^{2}$, электрическая постоянная $\epsilon_{0} = 8,85 \cdot 10^{-12} Ф/м$. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
При неограниченном сближении пластин плоского конденсатора, заряд на котором постоянен, энергия конденсатора стремится к нулю. Поэтому вся начальная энергия конденсатора переходит в кинетическую энергию движущейся пластины. Из закона сохранения энергии следует:
$\frac{mv^{2}}{3} = mgh + \frac{CU^{2}}{3}$,
где $C = \frac{ \epsilon_{0} S}{h}$ - емкость конденсатора в начальном состоянии.
Ответ: $v = \sqrt{ 2gh + \frac{ \epsilon_{0} SU^{2}}{mh}} \approx 0,2 м/с$.
Пластины плоского воздушного конденсатора расположены горизонтально. Верхняя пластина сделана подвижной и удерживается в начальном состоянии на высоте $h =1 мм$ над нижней пластиной, которая закреплена. Конденсатор зарядили до разности потенциалов $U = 1000 В$, отключили от источника и освободили верхнюю пластину. Какую скорость приобретет падающая пластина к моменту соприкосновения с нижней пластиной? Масса верхней пластины $m = 4,4 г$, площадь каждой из пластин $S = 0,01 м^{2}$, электрическая постоянная $\epsilon_{0} = 8,85 \cdot 10^{-12} Ф/м$. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
При неограниченном сближении пластин плоского конденсатора, заряд на котором постоянен, энергия конденсатора стремится к нулю. Поэтому вся начальная энергия конденсатора переходит в кинетическую энергию движущейся пластины. Из закона сохранения энергии следует:
$\frac{mv^{2}}{3} = mgh + \frac{CU^{2}}{3}$,
где $C = \frac{ \epsilon_{0} S}{h}$ - емкость конденсатора в начальном состоянии.
Ответ: $v = \sqrt{ 2gh + \frac{ \epsilon_{0} SU^{2}}{mh}} \approx 0,2 м/с$.
