В момент времени t заряд конденсатора в идеальном колебательном контуре равен 4∙10-9 Кл, а сила тока в катушке равна 3 мА. Амплитуда заряда qm = 5∙10-9 Кл. Найдите период колебаний в контуре.
от

1 Ответ

Дано:
Заряд конденсатора в момент времени t (q) = 4*10^-9 Кл
Сила тока в катушке (I) = 3 мА = 3*10^-3 А
Амплитуда заряда (q_m) = 5*10^-9 Кл

Найти:
Период колебаний в контуре (T).

Решение:
В идеальном колебательном контуре сила тока в катушке связана с изменением заряда на конденсаторе следующим образом:

I = dq/dt

Где I - сила тока в катушке, а dq/dt - изменение заряда на конденсаторе по времени.

Теперь, используя амплитуду заряда, мы можем выразить относительное изменение заряда как:

dq/dt = q_m * ω * cos(ωt)

Где ω - угловая частота, которую можно выразить через период колебаний T:

ω = 2π / T

Таким образом, мы имеем:

dq/dt = q_m * (2π / T) * cos(ωt)

Теперь, подставив известные значения, мы можем найти период колебаний:

3*10^-3 = 5*10^-9 * (2π / T) * cos(ωt)

Рассматривая только момент времени, когда cos(ωt) = 1 (максимальное значение), упростим выражение:

3*10^-3 = 5*10^-9 * (2π / T)

T = (5*10^-9 * 2π) / (3*10^-3)

T ≈ (10*π) / 3 мкс

T ≈ 3,33 мкс

Ответ:
Период колебаний в контуре составляет примерно 3,33 мкс.
от