Pho.rs: Пьезоэффект

A1 ^2.00 Для более упругого резинового мяча определите долю кинетической энергии $\eta$, которая теряется при столкновении с твердой поверхностью. Проводите измерения для разных скоростей столкновения мяча с поверхностью.

B1 ^2.00 Измерьте емкость $C$ выданного вам конденсатора.

B2 ^2.50 Металлические пластины по бокам пьезоэлемента также действуют как конденсатор. Найдите емкость $C_p$ пьезоэлемента как можно точнее.

Подсказка: можно ли как-то использовать метод рядов?

B3 ^4.00 Измерьте и постройте график зависимости напряжения между пластинами пьезоэлемента от полной перпендикулярной силы, равномерно распределенной по поверхности пьезоэлемента через пластиковый вкладыш. При малых силах зависимость линейна, найдите угловой коэффициент $\beta$ в этой области.

Подсказка: из-за малой ёмкости пьезопластинки невозможно просто подключить её к мультиметру.

B4 ^1.50 Молекулы кристаллов могут иметь поляризацию только ниже определенного критического значения. Найдите максимальное (насыщающее) напряжение пьезоэлемента, давление $p_{sat}$ при насыщении и максимальную поверхностную плотность заряда $\sigma_{max}$ на поверхности пьезоэлемента.

C1 ^1.00 Насколько изменится электрический отклик, когда сила приложена к малой площади кристалла (например, если давить на него зубочисткой)? Рассматривайте только линейную область отклика.

D1 ^4.50 В этой части вы будете бросать более упругий резиновый мяч на пьезоэлемент. Во время столкновения между мячом и пьезоэлементом мяч деформируется. Можно предположить, что сила $F$, действующая на мяч, зависит от упругой деформации мяча $x$ по степенному закону:LATEXEQUATIONНайдите показатель степени $\alpha$ и материальную константу $k$.

E1 ^2.50 Оцените и постройте с точностью до постоянного множителя график зависимости времени взаимодействия $\tau$ от скорости столкновения $v$ для столкновений менее упругого резинового мяча с твердой поверхностью.

Пьезоэффект

Решение