Каков модуль силы взаимодействия между пластинками плоского конденсатора площадью 0,01 м², при разности потенциалов

Тема вопроса: Взаимодействие пластинок плоского конденсатора

Описание: Взаимодействие пластинок плоского конденсатора можно вычислить с помощью формулы, связывающей емкость конденсатора (C), напряжение между пластинками (V), и расстояние между ними (d):

F = C * V^2 / (2 * d)

Где F - модуль силы взаимодействия между пластинками конденсатора.

Для данной задачи площадь пластинок конденсатора (S) равна 0,01 м², а разность потенциалов (V) равна 500 В. Найдем модуль силы взаимодействия между пластинками при заданном расстоянии (d).

Первый шаг - вычислить емкость конденсатора (C). Формула для емкости конденсатора:

C = ε₀ * S / d

Где ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ = 8,85 * 10^(-12) Ф/м), а S и d - соответственно площадь пластинок и расстояние между ними.

Подставим известные значения в формулу для емкости:

C = (8,85 * 10^(-12) Ф/м) * (0,01 м²) / d

Далее воспользуемся формулой для силы взаимодействия пластинок:

F = C * V^2 / (2 * d)

Подставим значение емкости и разности потенциалов:

F = ((8,85 * 10^(-12) Ф/м) * (0,01 м²) / d) * (500 В)^2 / (2 * d)

Упростим формулу и решим полученное выражение:

F = (4,425 * 10^(-14) / d^2) Н

Таким образом, модуль силы взаимодействия между пластинками плоского конденсатора равен (4,425 * 10^(-14) / d^2) Н.

Пример:

Задача: Рассчитайте модуль силы взаимодействия между пластинками плоского конденсатора площадью 0,01 м² при разности потенциалов между ними равной 500 В и расстоянии 0,1 м.

Ответ: Модуль силы взаимодействия между пластинками конденсатора составляет (4,425 * 10^(-14) / (0,1)^2) Н.

Совет: При работе с задачами, связанными с конденсаторами и взаимодействием пластинок, помните о принципе сохранения заряда и учитывайте значения физических констант, таких как электрическая постоянная.

Задача для проверки: Площадь пластинок плоского конденсатора составляет 0,02 м², а разность потенциалов между пластинками равна 200 В. Если расстояние между пластинками составляет 0,05 м, найдите модуль силы взаимодействия между пластинками.