2018-05-14
Система отличается от рассмотренной в задаче 7595 (см. рис.) лишь тем, что вместо сопротивления $R$ к концам шин подключен конденсатор емкости $C$. Найти ускорение перемычки.
Решение:
Из закона Ленца ток через медную перемычку направлен от 1 до 2 или, другими словами, индуцированный ток в цепи направлен по часовой стрелке.
Разность потенциалов на пластинах конденсаторов,
$\frac{q}{C} = \mathcal{E}_{ин}$ или, $q = C \mathcal{E}_{ин}$
Следовательно, индуцированный ток в контуре,
$i = \frac{dq}{dt} = C \frac{d \mathcal{E}_{ин} }{dt}$
Но изменение магнитного потока через контур вызвано движением стержня. Таким образом, индуцированный ЭДС $\mathcal{E}_{ин} = Blv$
а также, $\frac{d \mathcal{E}_{in} }{dt} = Bl \frac{dv}{dt} = Blw$
Следовательно, $i = C \frac{d \mathcal{E}}{dt} = CBlw$
Тогда силы, действующие на стержни, представляют собой силу Ампера, где $F_{амп} = ilB (CBlw)B = Cl^{2} B^{2} w$
Из второго закона Ньютона для стержня $F_{x} = mw_{x}$
или, $mg \sin \alpha - Cl^{2}B^{2} w = mw$
Следовательно $w = \frac{mg \sin \alpha}{Cl^{2}B^{2} + m } = \frac{g \sin \alpha}{1 + \frac{l^{2}B^{2}C }{m} }$