8001. Пластины плоского воздушного конденсатора расположены горизонтально. Верхняя пластина сделана подвижной и удерживается в начальном состоянии на высоте h = 1 мм над нижней пластиной, которая закреплена. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U = 1000 B, отключили от источника и освободили верхнюю пластину. Какую скорость приобретет падающая пластина к моменту соприкосновения с нижней пластиной? Масса верхней пластины m = 4,4 г, площадь каждой из пластин S = 0,01 м2, электрическая постоянная ε0 = 8,85∙10-12 Ф/м. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения g = 10 м/c2.
Дано: h = 1 мм; U = 1000 B; m = 4,4 г; S = 0,01 м2; ε0 = 8,85∙10-12 Ф/м; g = 10 м/c2
Найти: v=?
Решение. При неограниченном сближении пластин плоского конденсатора, заряд на котором постоянен, энергия конденсатора стремится к нулю. Поэтому вся начальная электростатическая энергия заряженного конденсатора переходит в кинетическую энергию движущейся пластины. Из закона сохранения энергии следует:
где
емкость конденсатора в начальном состоянии.
Отсюда
Ответ.
