Главная страница
Навигация по странице:

  • Электростатика

  • ргз по физике горный 2 семестр электричество. теория1. Закон сохранения энергии электростатического поля и кинетической энергии частицы при разгоне


    Скачать 16.88 Kb.
    НазваниеЗакон сохранения энергии электростатического поля и кинетической энергии частицы при разгоне
    Анкорргз по физике горный 2 семестр электричество
    Дата04.10.2022
    Размер16.88 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлатеория1.docx
    ТипЗакон
    #713970

    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.


    написать администратору сайта