RFpro.ru: Физика
| Хостинг портала RFpro.ru: РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU
Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке
/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика
Вопрос № 177818: Здравствуйте! Помогите, пожалуйста, с задачей: Вопрос № 177818:
Здравствуйте! Помогите, пожалуйста, с задачей:
Отправлен: 11.04.2010, 22:41 Отвечает vitalkise, 6-й класс : Здравствуйте, Antonr. Вот решение вашей задачи: а) При вращении металлического диска свободные электроны также вращаются и смещаются от центра диска с ускорением: a=V2/R=ω2r Второй закон Ньютона: F=ma С другой стороны: F=eE Приравниваем правые части: eE=mω2r Выразим E: E=mω2r/e И тогда для разности потенциалов получим: φц-φк=0a∫(mω2rdr/e) Δφ=mω2a2/(2e) ω=2пn Δφ=4mп2n2a2/(2e) Δφ=4*9.1*10^-31*3.142*16.72*0.252/(2*1.6*10^-19)=1954.9*10^-12(В) б) φц-φк=0a∫-vBdr=0a∫-ωrBdr (так как v=ωr) Δφ=1/2*ω*B*a2=пnBa2 Δφ=3.14*16.7* 10*10^-3*0.252=3.3*10^-2(В)
Ответ отправил: vitalkise, 6-й класс
Отвечает Химик CH, Модератор : Здравствуйте, Antonr. Металл состоит из фиксированных ионов (их подвижность ограничена металлической связью) и подвижных электронов (их перераспределение ограничивается электростатическим взаимодействием). Рассмотрим подвижность электронов относительно кристаллической решётки металла. Движение по окружности вокруг центра вращения: сил способных разогнать электрон по окружности (при сохранении симметрии) крайне мало (инерция при раскрутке диска, циклическая ЭДС при изменении магнитного поля, сила Кориолиса при изменении расстояния от электрона до центра диска), при этом ни одна из них не носит постоянный характер. Но при движении электрона относительно кристаллической решётки на него действуют силы, связанные с электрическим сопротивлением материала, и направленные в противоположном движению направлении. Следовательно, в состоянии равновесия свободные электроны, находящиеся в любых точках диска, не будут двигаться вокруг центра во вращающейся системе отсчёта, связанн ой с диском. Движение вдоль радиуса: в это направлении действуют несколько сил - центробежная, сила Лоренца, электростатическое и электродинамическое взаимодействие движущихся зарядов, силы сопротивления. Электродинамическое взаимодействие движущихся электронов будет минимально, тем более, когда будет достигнуто равновесие. Сила Лоренца со стороны внешнего поля и центробежная сила, действующие на покоющийся относительно кристаллической решётки металла электрон, зависят от расстояния от центра, а электростатическое воздействие на него распределённого по диску заряда будет зависеть от образовавшегося в диске градиента потенциала. Очевидно, что перераспределение зарядов под действием на электроны первых двух сил создаст градиент потенциалов, воздействующий на электроны в противоположном направлении. Также не трудно сделать вывод, что колебания, возникающие в следствие того, что эти силы в какой-либо момент оказываются не уравновешены, будут затухать под действием эл ектрического сопротивления. Вывод: заряд по вращающемуся диску распределяется так, что во вращающейся системе отсчёта, связанной с диском, на неподвижный относительно диска электрон со стороны электростатического поля действует сила, уравновешивающая центробежную силу и силу Лоренца. а) магнитное поле отсутствует. Рассматриваем центробежную силу (в инерциальной системе отсчёта ей соответствует неуравновешенная сила, создающая центростремительное ускорение). Fц=m*ац=m*ω2*r Сила, с которой на электрон действует электрическое поле Fe=e*dU/dr=Fц dU=m*ω2*r*dr/e U=0a∫m*ω2*r*dr/e=m*ω2*a2/2e= =9,11*10-31кг*(2*п*1000/60 с-1)2*(0,25м)2/(2*1,6*10-19Кл)=1,95*10-9 В б) рассматриваем только силу Лоренца, действу ющую на электроны диска со стороны магнитного поля (она будет многократно превосходить центробежную силу) FЛ=e*B*v=e*B*ω*r Fe=e*dU/dr=FЛ dU=B*ω*r*dr U=0a∫B*ω*r*dr=B*ω*r2/2= =0,01Тл*(2*п*1000/60)с-1*(0,25м)2/2=0,0327 В ----- Никогда не просите у химика просто СОЛЬ...
Ответ отправил: Химик CH, Модератор
Оценить выпуск »
Задать вопрос экспертам этой рассылки »Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТАна короткий номер 1151 (Россия) Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.
* Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи.
(полный список тарифов) © 2001-2010, Портал RFpro.ru, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Автор: Калашников О.А. | Программирование: Гладенюк А.Г. Хостинг: Компания "Московский хостер" Версия системы: 2010.6.14 от 03.03.2010 |
...
| В избранное | ||
