Dwie okrągłe aluminiowe płytki, każda o masie m = 5 dag i średnicy 2r = 20 cm, ustawiono równolegle w odległości d1= 1 cm i połączone ze źródłem napięcia U = 4,5 V Oblicz pracę, jaką należy wykonać, aby rozsunąć okładki tak powstałego kondensatora na odle

Dwie okrągłe aluminiowe płytki, każda o masie m = 5 dag i średnicy 2r = 20 cm, ustawiono równolegle w odległości d1= 1 cm i połączone ze źródłem napięcia U = 4,5 V Oblicz pracę, jaką należy wykonać, aby rozsunąć okładki tak powstałego kondensatora na odległość d2=2 cm, jeżeli kondensator jest cały czas podłączony do źródła napięcia
Odpowiedź

r=10 cm=0,1 m; d1=1 cm=0,01 m; d2=2 cm=0,02 m U=4,5 V;  ε=8,895*10^-12 F/m Energia pola elektrycznego kondensatora Ep=Q^2*C/2=CU^2/2 Q=CU Pojemność kondensatora C=εS/d; S=πr^2 C1=εS/d1= 8,895*10^-12*π*0,1^2/0,01=2,79*10^-11 F C1/C2=d2/d1 C2=C1d1/d2= 2,79*0,01/0,02=1,395*10^-11 F Praca jaką należy wykonać jest równa różnicy energii W=Ep2-Ep1 W= 1,395*4,5^2/2-2,79*4,5^2/2=-1,412*10^-10 J Ep1=εSU^2/2d1 Ep2=εSU^2/2d2 W=εSU^2/2*(1/d2-1/d1) d2=2d1 wzór końcowy W=εSU^2/2d1*(1/2-1)=εSU^2/2/2d1*(-1/2)=-εSU^2/4d1 W= -8,895*10^-12*π*0,1^2*4,5^2/(4*0,01)=-1,414*10^-10 J praca jest ujemna tzn. wykonuje ją źródło napięcia

Dodaj swoją odpowiedź