Ответы
Відповідь:
Завдання 5:
Для обчислення густини енергії електричного поля (u) всередині конденсатора можна скористатися формулою:
u = (1/2) * ε * E^2,
де ε - діелектрична проникливість діелектрика (залежить від матеріалу слюди),
E - напруженість електричного поля.
З першого завдання нам дана товщина пластинки слюди (d = 3 мм) і напруга на конденсаторі (V = 2,1 кВ = 2100 В).
Напруженість електричного поля всередині конденсатора можна визначити за формулою:
E = V / d.
Підставивши дані, отримаємо:
E = 2100 В / 0,003 м = 700000 В/м.
Тепер ми можемо обчислити густину енергії електричного поля:
u = (1/2) * ε * E^2.
Значення ε для слюди приймемо приблизно ε = 6 * 10^-11 Ф/м (для вакууму).
Підставивши значення, отримаємо:
u = (1/2) * (6 * 10^-11 Ф/м) * (700000 В/м)^2 = 14.7 Дж/м^3.
Отже, густина енергії електричного поля всередині конденсатора становить 14.7 Дж/м^3.
Завдання 6:
Напруженість електричного поля (E) в точці, розташованій на відстані 30 см від кожної зарядженої кульки, можна обчислити за законом Кулона:
E = k * (|q| / r^2),
де k - електрична стала Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2),
|q| - абсолютне значення заряду кульки (|q| = 16 нКл = 16 * 10^-9 Кл),
r - відстань від точки до кульки (r = 30 см = 0.3 м).
Підставивши дані, отримаємо:
E = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (16 * 10^-9 Кл) / (0.3 м)^2 = 160 Н/Кл.
Отже, напруженість електричного поля в точці, розташовані
Пояснення: