Добрый день! Я рад представиться вашим школьным учителем и помочь разобраться с вопросом.
Для начала, давайте вместе разберемся, что такое конденсатор и как он работает. Конденсатор - это устройство, которое накапливает электрический заряд. Он состоит из двух проводящих пластин, между которыми создается электрическое поле. В данном случае пластины плоского конденсатора имеют площадь 100 см2 каждая.
Начнем с первого вопроса: 1) заряды, находящиеся на пластинах.
Для ответа на этот вопрос нам понадобится использовать формулу: Q = C * U, где Q - заряд, C - емкость конденсатора, U - напряжение (разность потенциалов) между пластинами.
Емкость конденсатора выражается через площадь пластин и диэлектрическую проницаемость среды между пластинами по формуле: C = ε * (S/d), где C - емкость конденсатора, ε - диэлектрическая проницаемость, S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.
Расстояние между пластинами не указывается в вопросе, поэтому мы его предположим равным единице (1 см).
Для слюды диэлектрическая проницаемость равна ε = 6.
Теперь мы можем вычислить емкость конденсатора: C = 6 * (100/1) = 600 Ф.
Теперь, зная емкость, мы можем вычислить заряд на пластине: Q = 600 Ф * U.
На следующем этапе нам нужно найти напряжение (разность потенциалов) между пластинами. Формула для этого выглядит следующим образом: U = F / Q, где F - сила, с которой пластины притягиваются друг к другу.
В вопросе указана сила притяжения пластин F = 0,03 Н.
Таким образом, мы можем использовать эту формулу для нахождения напряжения: U = 0,03 Н / 600 Ф = 0,00005 В.
И, наконец, приступим к третьему вопросу: 3) энергия поля в единице объема.
Для нахождения энергии поля в единице объема мы можем использовать формулу: E = (1/2) * ε * E^2, где E - напряженность электрического поля.
Напряженность поля выражается через напряжение и расстояние между пластинами: E = U / d = 0,00005 В / 1 см = 0,00005 В/см = 500 В/м.
Тогда энергия поля в единице объема будет: E = (1/2) * 6 * (500 В/м)^2 = 0,5 * 6 * 250000 В^2/м^2 = 750000 Дж/м^3.
Таким образом, мы нашли все необходимые величины:
1) Заряды, находящиеся на пластинах: Q = 600 Ф * 0,00005 В = 0,03 Кл.
2) Напряженность поля между пластинами: E = 500 В/м.
3) Энергия поля в единице объема: E = 750000 Дж/м^3.
Надеюсь, данное объяснение и решение помогли вам понять задачу. Если у вас возникнут дополнительные вопросы или требуется более подробное объяснение, пожалуйста, сообщите мне. Я всегда готов помочь!
Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Сначала, нужно найти потенциальную энергию санок в начальной точке и потенциальную энергию санок в конечной точке. Затем, мы используем коэффициент трения, чтобы найти работу трения на санках. По закону сохранения энергии, потенциальная энергия в начальной точке плюс работа трения должны быть равны потенциальной энергии в конечной точке.
1. Найдем потенциальную энергию санок в начальной точке (Ep1).
Потенциальная энергия = масса санок * ускорение свободного падения * высота
Ускорение свободного падения примем за g = 9,8 м/с^2 (это значение применимо для Земли)
Массу санок не указано, поэтому возьмем ее за единицу (1 кг)
Высота горки можно найти используя угол наклона горки и длину горки (треугольник прямоугольный).
Высота = длина горки * sin(α)
Подставим значения:
Высота = 10 м * sin(30°) = 10 м * 0,5 = 5 м
Ep1 = 1 кг * 9,8 м/с^2 * 5 м = 49 Дж
2. После этого, найдем потенциальную энергию санок в конечной точке (Ep2).
Потенциальная энергия = 0 (в более низкой точке нет высоты)
Ep2 = 0 Дж
3. Теперь найдем работу трения на санках.
Работа трения = сила трения * путь
Сила трения = коэффициент трения * нормальная сила
Нормальная сила = масса санок * ускорение свободного падения * cos(α)
Массу санок снова возьмем за единицу (1 кг)
Путь, который пройдут санки до полной остановки, совпадает с длиной горки (10 м)
Все значения подставим:
Нормальная сила = 1 кг * 9,8 м/с^2 * cos(30°) = 1 кг * 9,8 м/с^2 * 0,866 = 8,49 Н
Сила трения = 1,0 * 8,49 Н = 8,49 Н
Работа трения = 8,49 Н * 10 м = 84,9 Дж
4. Используя закон сохранения энергии, найдем путь пройденный санками до полной остановки.
Ep1 + работа трения = Ep2
49 Дж + 84,9 Дж = 0
133,9 Дж = 0
Это невозможно, так как сумма энергий не может быть равна нулю.
Это означает, что санки не остановятся полностью.
В ответе можно указать, что санки не остановятся полностью и продолжат двигаться дальше после окончания горки длиной 10 м.
Дано:
Q1=Q2=1 Кл
r= 1 м
F-?
F=1/ПEo * Q1*Q2/Er^2
Для вакуума E=1
F= 1/4*3,14*8,85*10^-12 * 1*1/1*1= 9*10^9 Н.
ответ: 9*10^9 Н