Question

На точечный заряд 10-9 Кл, находящийся между пластинами плоского конденсатора, действует сила 3 • 10-5 Н. Определите энергию конденсатора, если расстояние между его пластинами равно 1 см, а его ёмкость 10-10 Ф.

Answer 1

Дано:
- заряд Q = 10^(-9) Кл
- сила F = 3 * 10^(-5) Н
- расстояние между пластинами d = 1 см = 0.01 м
- ёмкость C = 10^(-10) Ф

Найти:
- энергия U конденсатора.

Решение:
1. Найдем напряженность электрического поля E в конденсаторе с помощью силы, действующей на заряд:
F = Q * E.
Отсюда находим E:
E = F / Q = (3 * 10^(-5) Н) / (10^(-9) Кл) = 3 * 10^4 В/м.

2. Теперь найдем разность потенциалов U между пластинами конденсатора:
U = E * d = (3 * 10^4 В/м) * (0.01 м) = 300 В.

3. Энергия U конденсатора рассчитывается по формуле:
U = (1/2) * C * U^2.

4. Подставим известные значения:
U = (1/2) * (10^(-10) Ф) * (300 В)^2 = (1/2) * (10^(-10)) * 90000 = 4.5 * 10^(-6) Дж.

Ответ:
Энергия конденсатора равна 4.5 * 10^(-6) Дж.