Logo
Logo

Заряд на резинке

Разбалловка

1  ?? Определите траекторию заряда.

1 Записаны проекции второго закона Ньютона в виде, например:
\begin{cases}
m\ddot{x} = -kx + qvB \cos\left(90^{\circ} - \alpha\right),\\
m\ddot{y} = - qvB \sin\left(90^{\circ} - \alpha\right),
\end{cases}
или
\begin{cases}
m\ddot{x} = -kx + qB\dot{y},\\
m\ddot{y} = -qB\dot{x}.
\end{cases}
2 × 1.00
2 M1 Получено выражение: $$\dddot{x} + \left[\frac{k}{m} + \left(\frac{qB}{m}\right)^2\right] \dot{x} = 0$$или
$$\ddot{x} = - \left[\frac{k}{m} x+ \left(\frac{qB}{m}\right)^2\right] x.$$
1.00
3 M1 При определении постоянных интегрирования использованы начальные условия: $x(0) = 0, \dot{x}(0) = v_0, \ddot{x}(0) = 0$ или $x(0) = 0, \dot{x}(0) = v_0$.
1.00
4 M1 Получено выражение: $x(t) = \displaystyle\frac{v_0}{\beta} \sin\left(\beta t\right)$.
1.00
5 M1 Получено выражение: $y(t) = \displaystyle\frac{qBv_0}{m\beta^2} \left(\cos \left(\beta t\right) -1\right)$. 1.00
6 M1 Сделан вывод, что записанные выше уравнения $-$ это эллиптическая траектория в параметрическом виде. 1.00
7 M2 Получено выражение: $v_y=-\Omega x$. 1.00
8 M2 Записан закон сохранения энергии: $\frac{m{v_0}^2}{2}=\frac{m({v_x}^2+{v_y}^2)}{2}+\frac{kx^2}{2}$. 1.00
9 M2 Получено выражение: $\frac{dy}{dx}=\frac{\Omega x}{\sqrt{{v_0}^2-\beta^2x^2}}$. 1.00
10 M2 Получено выражение: $y=\gamma(\sqrt{a^2-x^2}-a)$. 1.00
11 M2 Получено уравнение эллипса: $\left(\frac{y+\gamma a}{\gamma a}\right)^2+\left(\frac{x}{a}\right)^2=1$. 1.00
12 При положительном удлинении шнура $\Delta x>0$ траектория эллипс с большой и малой полуосями: $a = \frac{mv_0}{\sqrt{km+(qB)^2}}$, $b = \frac{qBmv_0}{km + (qB)^2} $. 1.00
13 При отрицательном удлинении шнура $\Delta x<0$ траектория окружность с радиусом $R = \frac{mv_0}{qB}$. 1.00
2  ?? Определите дрейфовую скорость заряда.

1 Получен верный период движения заряда: $T = \frac{\pi m}{\sqrt{km + \left(qB\right)^2}} + \frac{\pi m}{qB}.$
1.00
2 Дрейфовая скорость: $u = \frac{2\left(R-b\right)}{T}$. 1.00
3 Получено итоговое выражение для дрейфовой скорости: $u = \frac{2kmv_0}{ \pi \sqrt{km + \left(qB\right)^2} \left( qB + \sqrt{km + \left(qB\right)^2}\right)}.$ 1.00