Feladat: 1007. fizika feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Pach János 
Füzet: 1972/március, 139 - 140. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Sikkondenzátor, Potenciál és energia, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1971/október: 1007. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Ha a Q töltés az elektrosztatikus tér U(A) potenciálú A pontjából az U(B) potenciálú B pontjába mozdul el, akkor az elektromos erők W=Q[U(A)-U(B)] munkát végeznek. Feltételezve, hogy az A és B pontok a tér homogénnek tekinthető részében vannak (azaz elég távol a lemezugrás helyétől), a pontok potenciáljai könnyen meghatározhatók: U(A)=40 V és U(B)=20 V, ha az alsó lemez potenciálját nullának választjuk. A numerikus értékek behelyettesítésével az elektromos erők munkavégzésére W=210-s20 joule=410-7 joule érték adódik.

 

Ez a munkavégzés abból származik, hogy a lemezugrás környékén a tér inhomogén, következésképpen az E elektromos térerősségvektor nem merőleges a töltés (vízszintes irányú) s elmozdulás‐vektorára. Ezen a szakaszon lesz a teljesítmény is a legnagyobb. Ez egyszerűen érthetővé válik, ha a pálya valamely pontjában P=Fv v=QEvv alakban írjuk fel a teljesítményt. Itt a v index a v sebesség‐irányú vetületet jelöli. Az E térerősség (és ezzel Ev) meghatározása a lemezugrás környezetében komolyabb matematikai segédeszközök felhasználását igényli (konform leképezés, lásd Simonyi K. Elméleti villamosságtan példatár. Tankönyvkiadó Budapest, 1967. 81‐83. old.).
 

Pach János (Bp., Veres Pálné Gimn., IV. o. t.)