Решение: Колебания шарика в конденсаторе
В устройстве, изображённом на рисунке, лёгкий шарик из алюминиевой фольги подвешен между пластинами плоского конденсатора на изолирующей нити, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, шарик приходит в колебательное движение, при котором сталкивается с пластинами конденсатора. Рассмотрите колебательное движение шарика в конденсаторе после первого столкновения шарика с пластиной.
Решение по шагам
4 шагаАлюминиевый шарик является проводником. При соприкосновении с пластинами он приобретает заряд, знак которого определяется взаимодействием с соответствующей пластиной.
После столкновения с пластиной шарик движется к противоположной пластине. В рассматриваемом движении при приближении к заземлённой пластине шарик имеет положительный заряд, а при движении к положительно заряженной пластине — отрицательный.
При контакте с заземлённой пластиной часть заряда стекает в Землю. Поэтому по мере повторяющихся колебаний заряд конденсатора уменьшается.
Движение шарика не является гармоническим: сила, действующая на него, изменяется при контактах с пластинами. Электроёмкость плоского конденсатора при этом не увеличивается.
Верные утверждения: 2, 5.
Где здесь ошибаются
Считать движение шарика гармоническим только потому, что оно является периодическим.
Не учитывать стекание заряда в землю при контакте с заземлённой пластиной.
Путать изменение заряда конденсатора с изменением его электроёмкости.