ргз по физике горный 2 семестр электричество. теория1. Закон сохранения энергии электростатического поля и кинетической энергии частицы при разгоне
 Скачать 16.88 Kb.
|
|
Краткие сведения из теории Закон сохранения энергии: общая энергия системы остается неизменной. Применительно к задаче используется закон сохранения энергии электростатического поля и кинетической энергии частицы при разгоне:  То есть работа сил электростатического поля расходуется на разгон частицы массой m от скорости V0 = 0 до скорости V. Механика: Движение частицы внутри конденсатора происходит только под действием силы со стороны электростатического поля. При этом сила постоянно направлено в сторону нижней обкладки конденсатора. То есть движение в данном случае описывается аналогично движению тела, брошенного под углом к горизонту. Для расчетов вводится система координат, представленная на рисунке и записываются проекции скоростей на оси координат и выражения изменения самих координат из таких общих уравнений:  ;  ;В произвольный момент времени в ходе движения скорость частицы записывается с помощью выражения:  .При движении в магнитном поле на частицу действует только сила Лоренца, которая всегда направлена под прямым углом к вектору скорости. Значит, модуль скорости частицы изменяться не будет, а будет изменяться только направление. Помимо этого, за счет того, что тело в момент входа в магнитное поле имело некоторую составляющую скорости, параллельную силовым линиям магнитного поля, оно помимо движения по окружности за счет силы Лоренца, будет также двигаться поступательно в направлении, перпендикулярном плоскости окружности. То есть результирующей траекторией станет винтовая спираль с постоянным радиусом кривизны и постоянным шагом. Для расчетов из формул механики применяется второй закон Ньютона:  .Электростатика: В электростатическом поле на заряженную частицу действует Кулоновская сила, рассчитываемая в нашем случае так:  .Поскольку поле внутри конденсатора однородно, то данная сила постоянна по модулю и направлению. Отсюда с применением второго закона Ньютона рассчитываем ускорение, с которым движется частица и используем его в дальнейших расчетах. При расчетах также используется общеизвестный факт, что заряд на обкладках конденсатора прямо пропорционален разности потенциалов между ними с коэффициентом пропорциональности, равным электроемкости конденсатора:  .Кроме того, при однородном поле, разность потенциалов(напряжение) между двумя точками поля равна напряженности, умноженной на расстояние между этими точками:  .Магнетизм: В наших расчетах используется сила Лоренца, представляемая в следующем виде:  или иначе  – векторное произведение. То есть вектор силы Лоренца всегда направлен перпендикулярно вектору B и вектору V.При определении модуля силы Лоренца играет роль только та составляющая, что направлена перпендикулярно силовым линиям поля. |