Расстояние между пластинами плоского конденсатора d = 5 мм, разность потенциалов U = 1,2 кВ. Определите: 1) поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора; 2) поверхностную плотность связанных зарядов на диэлектрике, если известно, что диэлектрическая восприимчивость диэлектрика, заполняющего пространство между пластинами, ε = 1. Дано U=1200 В d=5 мм σ - ?
Е=U/d=1200/5*10^-3=2,4*10^5 В/м E1=E/2 - напряженность поля 1 пластины E1=2*пи*k*σ=σ/2*εο σ=2*εο*E1=εο*E=8,85*10^-12*2,4*10^5=2,12*10^-6 Кл/м2 σ2=0 потому что диэлектрик не ослабляет электрического поля и поле диполей ( связанных зарядов равно 0)
Дано L₁=20 см =0,2 м длина деревянного цилиндра; L₂=2,9 см=0,029 см длина выступающей над водой части деревянного цилиндра; ρ₁=800 кг/м³ плотность дерева ρ₂=2700 кг/м³ плотность алюминия ρ=1000 кг/м³ плотность воды Сообразим рисунок (рисунок 1). Итак чтобы составной цилиндр при плавал, необходимо, чтобы сила тяжести Mg уравновешивалась силой Архимеда . Обозначим площадь поперечного сечения S. Тогда в положении требуемого равновесия сила Архимеда. (1) где V₃ - Объем погруженной части составного цилиндра. Сила тяжести (2) Приравниваем правые части (1) и (2) и разрешаем полученное уравнение относительно x.
(3) Подставляем числа в (3) м. Т.е. приблизительно 6,5 мм
P.S.Еще один момент. Для устойчивого вертикального плавания должно выполняться условие: центр плавучести (центр масс вытесненного объема воды должен быть выше, чем центр масс составного цилиндра) . Проверяем. У нас центр плавучести находится на уровне (L₁-L₂+x)/2=(0,171+0,0647)/2≈0,0887м от уровня воды. И на таком же расстоянии от нижнего торца h≈0,0887м=8,87 см. Положение центра масс составного цилиндра по быстрому определим так: Рассмотрим составной цилиндр в горизонтальном положении (рисунок 2)."Стянем" в точки своих центров масс z₁, z₂ деревянную и алюминиевую части, а затем найдем точку z₀ относительно которой моменты сил F1=m₁g и F2=m₂g , будут равны. Положение центра масс Z₁=x+L₁/2, соответственно Z₂=x/2 Тогда моменты относительно точки Z₀
z₀≈0,0963м=9,63 см от нижнего торца. Таким образом центр масс составного цилиндра оказался выше чем центр плавучести (z₀>h), а значит вертикальное положение будет неустойчивым. И при заданной высоте выступающей части строго вертикального плавания не получится
Дано U=1200 В d=5 мм σ - ?
Е=U/d=1200/5*10^-3=2,4*10^5 В/м
E1=E/2 - напряженность поля 1 пластины
E1=2*пи*k*σ=σ/2*εο
σ=2*εο*E1=εο*E=8,85*10^-12*2,4*10^5=2,12*10^-6 Кл/м2
σ2=0 потому что диэлектрик не ослабляет электрического поля и поле диполей ( связанных зарядов равно 0)