المپياد جهاني فيزيك
 برندگان مسابقه‌ي المپياد فيزيك
 
 فاصله‌ي تعادل (مسابقه‌ي شماره‌ي 287)
فاصله‌ي تعادل (مسابقه‌ي شماره‌ي 287)مسابقه فيزيك
خازن...سؤال همراه با جواب
 
سؤال
صفحه A از يک خازن با صفحات موازي، ثابت شده است. در حالي که صفحه B آن با يک فنر به ديوار متصل شده و مي‌تواند به‌ صورت موازي با صفحه A، حرکت کند (شکل). پس از بسته شدن کليد K، صفحه B شروع به حرکت کرده و در مکان تعادل جديدي مي ايستد. فاصله تعادل اوليه، d در اين حالت به اندازه‌ي %‌۱۰ کاهش مي‌يابد. اگر کليد K براي چنان مدت کوتاهي بسته شود که صفحه B نتواند حرکت زيادي کند، فاصله‌ي تعادل چقدر کاهش مي‌يابد؟
 
 
جواب
 
هنگامي که کليد k بسته مي‌شود، ولتاژ دو سر خازن، ثابت و برابر emf باتري، (ξ) نگه داشته مي‌شود. جابه جايي صفحه B به حالت تعادل جديد را X1- فرض کنيد. در اين حالت بار روي خازن برابر است با:
که S مساحت صفحات خازن است. شدت ميدان الکتريکي  داخل خازن
است. ولي اين ميدان توسط دو صفحه ايجاد مي‌شود. بنابراين شدت ميدان ايجاد شده توسط يک صفحه E1/2 است. براي نيروي وارد بر صفحه B مي‌توان نوشت:
 
(۱)
که k ثابت فنر است.
حال فرض کنيد که کليد k براي مدت کوتاهي بسته مي‌شود. خازن باري به اندازه
پيدا مي‌کند که بدون تغيير مي‌ماند (صفحات فرصت جابه جايي ندارند). جابه جايي صفحه‌ي B به حالت تعادل جديد را x2 فرض کنيد. شدت ميدان داخل خازن برابر
 مي‌شود که
در اين حالت شرط تعادل براي صفحه را مي‌توان به اين شکل نوشت:
 
(۲) 
با تقسيم جمله به جمله‌ي معادلات ۱ و ۲: 
 
 
طبق فرض x1=0.1d پس داريم:
X2=0.08d 
 

 

1392/5/13لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3934
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3934