Định luật bảo toàn năng lượng là một trong những định luật đúng đắn nhất của vật lý học mà cho đến nay các nhà khoa học vẫn thấy nó đúng trong những điều kiện ngặt nghèo nhất trong phòng thí nghiệm. Việc áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong nhiều nhiều bài toán phức tạp và nhiều hiện tượng tự nhiên làm cho vấn đề trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Sau đây tôi xin giới thiệu cùng đồng nghiệp một số bài toán tĩnh điện có thể giải bằng phương pháp dùng các định luật bảo toàn.
TRAO ĐỔI KINH NGHIỆM DẠY VẬT LÝ GIỚI THIỆU MỘT SỐ BÀI TẬP PHẦN TĨNH ĐIỆN CÓ THỂ GIẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÙNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN (Bài viết có sử dụng số tư liệu đồng nghiệp, Tài liệu bồi dưỡng HSG vật lý THPT tác giả Vũ Thanh Khiết – Nguyễn Thế Khôi.) I Đặt vấn đề: Định luật bảo toàn lượng định luật đắn vật lý học mà nhà khoa học thấy điều kiện ngặt nghèo phòng thí nghiệm Việc áp dụng định luật bảo tồn lượng nhiều nhiều tốn phức tạp nhiều tượng tự nhiên làm cho vấn đề trở nên đơn giản nhiều Sau xin giới thiệu đồng nghiệp số toán tĩnh điện giải phương pháp dùng định luật bảo tồn II Một số tốn áp dụng: Bài 1: Điện tích Q phân bố mặt cầu kim loại rắn tuyệt bán kính R Hãy xác định lực F tác dụng lên đơn vị diện tích mặt từ phía điện tích lại Giải: Theo điều kiện mặt cầu rắn tuyệt đối nên bán kính thực thay đổi Tuy nhiên tưởng tượng lực đẩy điện tích dấu, bán kính mặt cầu tăng lên chút ít, cụ thể lượng vô nhỏ δR Mặt cầu tích điện có tính chất tụ điện – giữ ngun điện tích mà người ta truyền cho Điện mặt cầu liên hệ với điện tích hệ thức: Mặt khác, theo định nghĩa điện dung ta có V = Q/C, suy C = 4πεε 0R Năng lượng tụ điện W = Q 2/2C = Q2/(8πεε0R) Như tăng bán kính mặt cầu, lượng giảm lượng: ∆W = W – W’ = Theo định luật bảo toàn lượng, độ biến thiên lượng cơng tồn phần A lực đẩy tĩnh điện yếu tố riêng rẽ mặt cầu thực Gọi F lực tác dụng lên đơn vị diện tích, ta có: A = F.4πR2.δR Do đó: F.4πR2.δR = Từ lưu ý δR.