Общественный портал Гимназии №1505Новые проекты


Голодняк Михаил Михайлович 462

Кружок "Олимпиадная школа - физика"

Цель кружка: подготовить старшеклассников для успешного выступления на олимпиадах и сдачи ЕГЭ по физике. Для ее достижения необходимо понимание того, что вдохновенье и творческое мышление, в науке должно базироваться на прочном знании основ. Обоим аспектам уделяется внимание. Давайте, в качестве примера, решим задачу:

В схеме, изображенной на рисунке, конденсатор вначале заряжен до напряжения U=0,5CE. Найти максимальное напряжение на обкладках конденсатора после замыкания ключа. ЭДС источника E изввестна

РЕШЕНИЕ

Можно решать задачу через закон сохранения энергии. Это долгий и громоздкий путь, хотя он в итоге приводит ответу. Но существует короткий, почти устный способ решения. Суть его в следующем.

 Как нетрудно сообразить, система будет совершать гармонические колебания. А они всегда совершаются вокруг положения равновесия. К нему система в итоге и приходит, так как в любом реальном контуре всегда есть пусть небольшое, но сопротивление. Поэтому, с течением времени амплитуда колебаний силы тока в системе будет стремиться к нулю, а напряжение между обкладками конденсаторе — к ЭДС. Это и есть равновесное состояние системы. А что у нас было вначале? Вначале тоже тока нет, но состояние отнюдь не равновесное! Тогда что это? Чтобы разобраться, прибегнем к механической аналогии. В механических колебаниях току соответствует скорость. А что это за положение маятника, когда его скорость равна нулю, но не в положении равновесия? Правильно — это амплитудное положение. Стало быть, в начальный момент времени заряд на конденсаторе принимает амплитудное значение, равное 0,5CE. А модуль разности между амплитудным и равновесным значением величины — как раз  и есть амплитуда. Таким образом, напряжение на конденсаторе будет совершать колебания вокруг равновесного значения  с амплитудой 0,5E, которые постепенно затухают. Отсюда очевидно, что максимальное значение напряжения на конденсаторе очень близко к 1,5E.

Ответ: 1,5E

 

Вопрос: Каким будет ответ, если поменять полярность включения источника? Хотите узнать?

 ПРИХОДИТЕ К НАМ НА КРУЖОК!

 Записаться на кружок можно на портале ГОРУСЛУГ pgu.mos.ru. Код объединения на ПГУ - 113747 Также следует отправить письмо руководителю на почту mishko70@mail.ru