При изменении расстояния между пластинами плоского конденсатора в 2.25 раза, какая будет новая собственная частота колебательного контура? С объяснением.
Letuchiy_Demon
Для решения этой задачи нам понадобится некоторая информация о колебательном контуре и его собственной частоте.
Колебательный контур состоит из индуктивности \(L\) и емкости \(C\), соединенных последовательно. Собственная частота \(\omega\) колебательного контура определяется по формуле:
\[
\omega = \frac{1}{{\sqrt{LC}}}
\]
В данной задаче мы хотим найти новую собственную частоту при изменении расстояния между пластинами плоского конденсатора в 2.25 раза. Предположим, что начальная емкость конденсатора равна \(C_0\) и новая емкость после изменения равна \(C_1 = 2.25 \cdot C_0\).
Если мы хотим найти новую собственную частоту, запишем формулу для нее и заменим значение емкости на \(C_1\):
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot C_1}}}
\]
Теперь нам нужно выразить \(C_1\) через \(C_0\) и подставить это значение в формулу для \(\omega_1\). Мы знаем, что \(C_1 = 2.25 \cdot C_0\), поэтому подставим в формулу:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot (2.25 \cdot C_0)}}}
\]
Для удобства дальнейшего вычисления используем следующее свойство:
\[
\sqrt{a \cdot b} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}
\]
Применяя это свойство, получим:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot 2.25 \cdot C_0}}} = \frac{1}{{\sqrt{1.5 \cdot L \cdot C_0}}}
\]
Теперь мы можем представить \(\omega_1\) в виде отношения собственной частоты до изменения емкости \(\omega_0\), используя формулу для \(\omega_0\):
\[
\omega_0 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot C_0}}}
\]
Тогда:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{1.5 \cdot L \cdot C_0}}} = \frac{{\omega_0}}{{\sqrt{1.5}}}
\]
Итак, новая собственная частота \(\omega_1\) будет равна \( \frac{{\omega_0}}{{\sqrt{1.5}}}\).
Обоснование: Мы использовали формулу для собственной частоты колебательного контура и отношение изменения емкости к исходной емкости. Пошаговое решение позволяет нам понять, каким образом мы получили ответ и какие шаги мы использовали.
Колебательный контур состоит из индуктивности \(L\) и емкости \(C\), соединенных последовательно. Собственная частота \(\omega\) колебательного контура определяется по формуле:
\[
\omega = \frac{1}{{\sqrt{LC}}}
\]
В данной задаче мы хотим найти новую собственную частоту при изменении расстояния между пластинами плоского конденсатора в 2.25 раза. Предположим, что начальная емкость конденсатора равна \(C_0\) и новая емкость после изменения равна \(C_1 = 2.25 \cdot C_0\).
Если мы хотим найти новую собственную частоту, запишем формулу для нее и заменим значение емкости на \(C_1\):
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot C_1}}}
\]
Теперь нам нужно выразить \(C_1\) через \(C_0\) и подставить это значение в формулу для \(\omega_1\). Мы знаем, что \(C_1 = 2.25 \cdot C_0\), поэтому подставим в формулу:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot (2.25 \cdot C_0)}}}
\]
Для удобства дальнейшего вычисления используем следующее свойство:
\[
\sqrt{a \cdot b} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}
\]
Применяя это свойство, получим:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot 2.25 \cdot C_0}}} = \frac{1}{{\sqrt{1.5 \cdot L \cdot C_0}}}
\]
Теперь мы можем представить \(\omega_1\) в виде отношения собственной частоты до изменения емкости \(\omega_0\), используя формулу для \(\omega_0\):
\[
\omega_0 = \frac{1}{{\sqrt{L \cdot C_0}}}
\]
Тогда:
\[
\omega_1 = \frac{1}{{\sqrt{1.5 \cdot L \cdot C_0}}} = \frac{{\omega_0}}{{\sqrt{1.5}}}
\]
Итак, новая собственная частота \(\omega_1\) будет равна \( \frac{{\omega_0}}{{\sqrt{1.5}}}\).
Обоснование: Мы использовали формулу для собственной частоты колебательного контура и отношение изменения емкости к исходной емкости. Пошаговое решение позволяет нам понять, каким образом мы получили ответ и какие шаги мы использовали.
Знаешь ответ?