Во время колебаний в идеальном колебательном контуре зафиксирован заряд конденсатора q, равный 4 · 10-9 Кл, в момент

Во время колебаний в идеальном колебательном контуре зафиксирован заряд конденсатора q, равный 4 · 10-9 Кл, в момент времени t, и сила электрического поля, с которой континуа:
Sovenok

Sovenok

Хорошо, давайте разберем эту задачу.

В идеальном колебательном контуре энергия переходит между кинетической энергией заряда на конденсаторе и потенциальной энергией заряженности на катушке индуктивности. В данном случае, заряд на конденсаторе равен \( q = 4 \times 10^{-9} \) Кл.

Для начала, нам нужно определить силу электрического поля. Сила электрического поля, с которой континуатор воздействует на заряд на конденсаторе, определяется как производная энергии по заряду (по определению):

\[ E = \frac{dU}{dq} \]

Здесь U - это потенциальная энергия заряда на конденсаторе.

Зная, что потенциальная энергия \( U \) на конденсаторе определяется как:

\[ U = \frac{1}{2} C V^2 \]

где \( C \) - это емкость конденсатора, а \( V \) - это напряжение на конденсаторе.

Производная от \( U \) по \( q \) дает нам силу электрического поля \( E \):

\[ E = \frac{dU}{dq} = \frac{d}{dq} \left(\frac{1}{2} C V^2\right) \]

Здесь нам понадобится использовать формулу для производной квадрата от переменной:

\[ \frac{d}{dx} \left(x^2\right) = 2x \]

В нашем случае переменной является напряжение \( V \), а заряд \( q \) является постоянным, так как он зафиксирован.

Таким образом, получаем:

\[ E = \frac{dU}{dq} = \frac{d}{dq} \left(\frac{1}{2} C V^2\right) = \frac{d}{dV} \left(\frac{1}{2} C V^2\right) \cdot \frac{dV}{dq} = C V \cdot \frac{dV}{dq} \]

Мы знаем, что напряжение на конденсаторе связано с зарядом на нем через формулу \( V = \frac{q}{C} \), где \( C \) - это емкость конденсатора.

Таким образом, мы можем заменить \( V \) в предыдущем уравнении:

\[ E = C \left(\frac{q}{C}\right) \cdot \frac{d}{dq} \left(\frac{q}{C}\right) = q \cdot \frac{d}{dq} \left(\frac{q}{C}\right) = \frac{q}{C} \]

Значит, сила электрического поля, действующая на конденсатор в момент времени \( t \), будет равна:

\[ E = \frac{q}{C} = \frac{4 \times 10^{-9}}{C} \]

Здесь нам нужно знать емкость конденсатора \( C \), чтобы получить конечный числовой ответ. Если у вас есть данные или значение емкости, сообщите его, чтобы я мог продолжить решение более детально.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello