303. 極板の単振動 真空中で, 2枚の金属板を向かいあ
わせた平行板コンデンサーがある。 一方の極板Bは固定さ
れ,もう一方の極板Aにはばね定数kのばねが接続されて
おり, Aは図のx軸に沿って動くことができる。 ばねが自
然の長さのときのAの位置をx=0とし, そのときの極板
k
0
B
間の距離をd. 電気容量をCとする。
Aを固定し、電池を接続して, 極板間の電位差を
Vとした。 電池を外したのち, Aの固定を外すと, Aは単振動をした。
(1) 極板Aが位置 x=αにあるとき, コンデンサーの電気容量を求めよ。
(2) (1) のとき, 静電エネルギーは,Aが動き始める前に比べてどれだけ減少したか。
(3) Aの単振動の振幅を求めよ。 の
(4) AがBにもっとも近づくときのAの位置を求めよ。
(15. 横浜国立大 改)