Решите ! площадь пластины слюдяного конденсатора равна 36 см2, толщина слоя диэлектрика 0,14 см. вычислить ёмкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах равна 300в? (ε=7)
Применение- На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах.
F = Fд - сила давления на верхнюю грань болванки Считаем болванку в форме параллелепипеда. m = ρст.*V = ρст.*h*s => s = m/(ρст.*h1) = 200 кг / (7800 кг/м³ * 0,2 м) = = 0,13 м² - площадь верхней грани болванки. Fд. = p * s = (pг. + pатм.) * s = (ρв.*g*h + pатм.) * s = = (1000 кг/м³*10 Н/кг*(1 м - 0,2 м) + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = = (8000 Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = = (0,08*10⁵ Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = 1,09*10⁵ Па * 0,13 м² = = 1,4*10⁴ Н = 14 кН Именно эту силу нужно приложить чтобы оторвать болванку от дна. Архимедова сила здесь не т. к. вода под болванкой отсутствует, а сл-но отсутствует давление на верхнюю грань болванки. Давление на верхнюю грань наоборот создает силу, которая прижимает болванку к дну.
емкость
C=ε*ε0*S/d= 6*8.85^10^-12*36*10^-4 /0.14*10^-2= 160 пФ
ε0 — электрическая постоянная, численно равная 8.85^10^-12 Ф/м
энергия
W=C*U^2/2=160*10^-12* 3,0 * 10^2 /2=0,72*10^-5 Дж
заряд
q^2=2*WC=2*0,72*10^-5 Дж*160*10^-12=4,8*10^-8 Кл