Перпендикулярно плечу диполя с электрическим моментом p =12 пКл·м возбуждено однородное электрическое поле напряжённостью Е= 300 кВ/м. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
Перпендикулярно плечу диполя с электрическим моментом p =12 пКл·м возбуждено однородное электрическое поле напряжённостью Е= 300 кВ/м

Перпендикулярно плечу диполя с электрическим моментом p =12 пКл·м возбуждено однородное электрическое поле напряжённостью Е= 300 кВ/м .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Перпендикулярно плечу диполя с электрическим моментом p =12 пКл·м возбуждено однородное электрическое поле напряжённостью Е= 300 кВ/м. Под действием сил поля диполь начинает поворачиваться относительно оси, проходящей через его центр. Найти угловую скорость ω диполя в момент прохождения им положения равновесия. Момент инерции I диполя относительно оси, перпендикулярной плечу и проходящей через его центр, равен 2·10-9 кг·м2 Дано: p = 12 пКлм = 1,210-11 Клм E= 300 кВ/м = 3105 В/м J = 2·10-9 кг·м2 0 =90° 0 =0

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

На одинаковые, но противоположные заряды диполя в однородном электростатическом поле действуют одинаковые, но противоположно направленные силы. Модуль силы:
F=qE.
Поступательного движения у диполя нет, так как сумма действующих на него сил равна нулю. Однако диполь может вращаться . При повороте диполя на малый угол возникает механический момент пары сил:
M=-Flsin=-qElsin=-pEsin.
Здесь p=ql – электрический момент диполя, l – плечо диполя, знак «минус» указывает, что действие момента пары сил противоположно отклонению.
Запишем основной закон динамики вращательного движения
M=J.
Здесь J – момент инерции диполя относительно центра вращения, – угловое ускорение, которое есть первая производная по времени от угловой скорости:
=ddt
Подставим в основной закон динамики вращательного движения полученные выражения:
-pEsin=Jddt.
Преобразуем к виду:
d=-pEJsindt.
Умножим на обе части уравнения:
d=-pEJsindt.
Учтем, что dt=d и выполним интегрирование:
d=-pEJsind.
0d=-pEJ90°0°sind.
22=pEJcos0°-cos90°.
=2pEJ
Найдем :
=21,210-113105210-9=60 (с-1)
Ответ

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу