Так как основна формула любой работы А=Fs, то запишем формулу для данного случая:
A=Ph=5H*1м=5Дж
Найдем поле катушки из теоремы о циркуляции (контур берем квадратный: одна сторона внутри катушки, остальные вне):
; Далее:
.
Период свободных колебаний: . Емкость плоского воздушного конденсатора:
.
Теперь можем отвечать на вопросы.
- Если уменьшить количество витков в катушке, то уменьшится ее индуктивность, значит, упадет период.
- Если раздвинуть обкладки, то емкость уменьшится и период снова упадет.
- Если заполнить пространство диэлектриком (для простоты возьмем все пространство между пластинами), то емкость возрастет (относительно вакуума), однако может и упасть: (в зависимости от соотношения диэлектрических проницаемостей воздуха и рассматриваемого диэлектрика). Считая, что был вакуум, заключаем, что емкость возрастет, а с ней -- период.
- Внесение ферромагнетика () сильно увеличит индуктивность, а вместе с ней и период.
A=mgh=Ph=5*1=5Дж