Дано
C1 =110 пФ = 110*10^-12 Ф
S = 20 см2
ε = 5 стекло
ε = 1 воздух
ε0 = 8.85*10^-12 Ф/м
U1 = 600 B
найти
A
решение
способ 1
количество заряда Q = C*U - не меняется
со стеклом Q = C1*U1 = (εε0*S/d)*U1
без стекла(воздух) Q = C2*U2 = ( ε0*S/d)*U2
( ε0*S/d)*U2 = (εε0*S/d)*U1
U2 = ε*U1
энергия со стеклом W1 = C1*U1^2/2
энергия без стекла(воздух) W2 =QU2/2 = (C1*U1)*(ε*U1)/2 = εC1*U1^2/2
работа - это разность потенциальных энергий конденсатора ДО и ПОСЛЕ
A = W1 - W2 = C1*U1^2/2 - εC1*U1^2/2 = C1*U1^2/2 *(1-ε)
способ 2
электроемкость со стеклом С1= (εε0*S/d)
расстояние между пластинами d = (εε0*S/C1)
электроемкость без стекла С2= ( ε0*S/d) = ε0*S/(εε0*S/C1) = С1/ε
количество заряда - не меняется Q = C1*U1
энергия со стеклом W1 = Q^2/2C1 = (C1*U1)^2/2*C1 = C1*U1^2/2
энергия без стекла(воздух)W2 =Q^2/2*C2 =(C1*U1)^2/2*(С1/ε)=εC1*U1^2/2
работа - это разность потенциальных энергий конденсатора ДО и ПОСЛЕ
A = W1 - W2 = C1*U1^2/2 - εC1*U1^2/2 = C1*U1^2/2 *(1-ε)
работа A = 110*10^-12*600^2/2 *(1-5) = - 0.0000792 Дж =
= - 79,2*10^-6 Дж = - 79,2 мкДж
ответ А = 79,2 мкДж
Выталкивающая сила, действующая на погружённый камень, равна весу воды в объёме этого камня.
Плотность воды считаем за 1000 кг/м³, тогда выталкивающая сила будет равна 1000х0,4х10 = 4000 Н.
6000-4000=2000 Н.
Это больше, чем 1500.
Ответ: Нельзя. Канат оборвётся.
V=S/t
S=20 м
t=5 с
V= 20м/5с=4м/с