В двух идеальных колебательных контурах происходят незатухающие электромагнитные колебания. максимальное значение заряда конденсатора в первом контуре равно  10 10 нкл. амплитуда колебаний силы тока во втором контуре в  6 6 раз больше, а период его колебаний в  3 3 раза меньше, чем в первом контуре.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Максимальное значение заряда конденсатора во втором контуре составляет 20 нКл. ️ Шаг 1: Анализ взаимосвязи физических величин В идеальном колебательном контуре заряд конденсатора изменяется по гармоническому закону. Амплитуда силы тока Imcap I sub m связана с амплитудой заряда qmq sub m и циклической частотой ωomega соотношением: Im=qmωcap I sub m equals q sub m center dot omegaУчитывая, что циклическая частота обратно пропорциональна периоду колебаний Tcap T: ω=2πTomega equals the fraction with numerator 2 pi and denominator cap T end-fraction Подставим это выражение в формулу амплитуды тока: Im=qm2πTcap I sub m equals q sub m center dot the fraction with numerator 2 pi and denominator cap T end-fraction ️ Шаг 2: Нахождение отношения амплитуд заряда Запишем выражения для амплитуд силы тока в обоих контурах:

  1. Для первого контура: Im1=2πqm1T1cap I sub m 1 end-sub equals the fraction with numerator 2 pi q sub m 1 end-sub and denominator cap T sub 1 end-fraction Для второго контура: Im2=2πqm2T2cap I sub m 2 end-sub equals the fraction with numerator 2 pi q sub m 2 end-sub and denominator cap T sub 2 end-fraction

Разделим второе уравнение на первое, чтобы найти искомую величину qm2q sub m 2 end-sub: Im2Im1=qm2qm1T1T2the fraction with numerator cap I sub m 2 end-sub and denominator cap I sub m 1 end-sub end-fraction equals the fraction with numerator q sub m 2 end-sub and denominator q sub m 1 end-sub end-fraction center dot the fraction with numerator cap T sub 1 and denominator cap T sub 2 end-fraction Отсюда выразим qm2q sub m 2 end-sub: qm2=qm1Im2Im1T2T1q sub m 2 end-sub equals q sub m 1 end-sub center dot the fraction with numerator cap I sub m 2 end-sub and denominator cap I sub m 1 end-sub end-fraction center dot the fraction with numerator cap T sub 2 and denominator cap T sub 1 end-fraction ️ Шаг 3: Вычисление итогового значения По условию задачи:

  • qm1=10q sub m 1 end-sub equals 10 нКл Im2Im1=6the fraction with numerator cap I sub m 2 end-sub and denominator cap I sub m 1 end-sub end-fraction equals 6 T2T1=13the fraction with numerator cap T sub 2 and denominator cap T sub 1 end-fraction equals one-third (так как период во втором контуре в 3 раза меньше)

Подставим значения в формулу: qm2=10613=20q sub m 2 end-sub equals 10 center dot 6 center dot one-third equals 20 Ответ: Максимальное значение заряда конденсатора во втором контуре равно 20 нКл. Нужно ли рассчитать энергию, запасенную в одном из контуров, при известной индуктивности или емкости? python

q_m1 = 10I_ratio = 6T_ratio = 1/3q_m2 = q_m1 * I_ratio * T_ratio print(f"{q_m2=}")
Use code with caution.

Форма ответа

Ваш аватар