НЕСФ 2024, 11. клас — Задача 2. Трептене

Национално есенно състезание по физика 2024, тема за 11. клас (V състезателна група) · 8 ноември 2024 г. · 10 т.

Условие

Част А. Между две разноименно заредени метални пластини с равни по големина заряди се намира метално незаредено топче, окачено на изолираща нишка (фиг. 1).

Указание. Електричното поле между пластините е еднородно около средата им, докато около краищата им е силно нееднородно.

Част Б. На фиг. 2 е показано малко метално топче с положителен електричен заряд $\mathrm{q} = 10\ \mu\mathrm{C}$, нанизано на гладка изолирана хоризонтална спица и свързано с изолирана вертикална неразтегната пружина с дължина $l = 5\ \mathrm{cm}$ и коефициент на еластичност $\mathrm{k} = 50\ \mathrm{N/m}$. Включва се еднородно електрично поле с хоризонтално насочен интензитет, който бавно достига стойност $E = 50\ \mathrm{N/C} = 50\ \mathrm{V/m}$, като топчето се отмества на разстояние $x_0$.

Полезна формула: $(1+x)^{\alpha} \approx 1 + \alpha x$ при $|x| \ll 1$

А. Опишете и обяснете какво ще се наблюдава, ако топчето бъде отклонено от равновесното положение в посоката, указана на фиг. 1. [5 т.]

Б. а) В какви граници трябва да бъде разстоянието $x_0$, ако $\mathrm{x}_0/l \ll 1$? [1 т.]

Б. б) Намерете $x_0$. [4 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: 11_202411_burhas_11_mrvakov_zad.pdf · официални решения: 11_202411_burhas_11_mrvakov_resh.pdf