Question

Какую ёмкость должен иметь конденсатор, чтобы при подключении к источнику напряжения 3,5 В его энергия равнялась энергии падающей со скоростью 18 м/с капли дождя? Массу капли принять равной 0,1 г. ответ дать в мкФ

Answer 1

дано:
U = 3.5 В (напряжение на конденсаторе) v = 18 м/с (скорость капли дождя) m = 0.1 г = 0.0001 кг (масса капли дождя)

найти:
C - емкость конденсатора

решение:

Найдем кинетическую энергию капли дождя:
E_к = (m * v²) / 2 E_к = (0.0001 кг * (18 м/с)²) / 2 E_к = (0.0001 кг * 324 м²/с²) / 2 E_к = 0.0324 Дж / 2 E_к = 0.0162 Дж

Найдем энергию конденсатора:
E_c = (C * U²) / 2

Так как энергия конденсатора должна равняться кинетической энергии капли дождя, приравняем их:
E_c = E_к (C * U²) / 2 = 0.0162 Дж

Выразим емкость конденсатора C:
C = (2 * 0.0162 Дж) / U² C = (2 * 0.0162 Дж) / (3.5 В)² C = 0.0324 Дж / 12.25 В² C = 0.002645 Ф

Переведем емкость в мкФ:
C_мкФ = 0.002645 Ф * 10^6 мкФ/Ф C_мкФ = 2645 мкФ

Ответ: ёмкость конденсатора C = 2645 мкФ