Консультация № 200151
24.01.2021, 14:58
0.00 руб.
0 3 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Плоский конденсатор, обкладки которого имеют площадь S и расположены на расстоянии 9d друг от друга, зарядили и отключили от источника. После внесения в конденсатор пяти одинаковых металлических пластин площадью S и толщиной d каждая, расположенных параллельно обкладкам, энергия конденсатора стала равна W. Какую минимальную работу A надо совершить, чтобы извлечь из конденсатора одну из внесённых пластин? Пластины не соприкасаются друг с другом и с обкладками.
Заранее большое спасибо!!!

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
29.01.2021, 16:05
общий
это ответ
Здравствуйте, kolotaevaliza2004!
Дано:
S, 9d, N=5, d, W
Найти: А
Решение:
Конденсатор с металлическими пластинами внутри можно представить как систему последовательно соединенных конденсаторов (см.рис.). Вставили 5 одинаковых пластин - получилось 6 одинаковых конденсаторов.

Итак, имеем состояние системы №1 - 5 пластин между обкладками:
- площадь обкладок в каждом из таких конденсаторов
S1=S;
- расстояние между обкладками
d1=(9d-5d)/6 = 2d/3;
- ёмкость такой системы
С=(1/6)*С1=[$949$]oS/d1=3[$949$]oS/2d;
- заряд, накопленный на обкладках конденсаторов
q1=q;
- энергия системы
W1=W=q2/2C = (q2*4d)/2[$949$]oS = 2q2d/[$949$]oS (1)
Далее... имеем состояние системы №2 - 4 пластины между обкладками:
- площадь обкладок в каждом из таких конденсаторов не изменилась
S2=S;
- расстояние между обкладками
d2=(9d-4d)/5 = d;
- ёмкость такой системы №2
С'=(1/5)*С2=[$949$]oS/5d;
- заряд, накопленный на обкладках конденсаторов не изменился;
q2=q;
- энергия системы в состоянии №2
W2=q2/2C' = (q2*4d)/2[$949$]oS = 2,5q2d/[$949$]oS (2)
***
Сравним полученные значения в выражениях (1) и (2).
Как видим
W2/W1 = 2,5/2 = 1,25
***
Работа, которую необходимо совершить, чтоб привести систему из состояния №1 в состояние №2 (т.е., вынуть одну пластину)
A=[$916$]W=W2-W1=1,25W-W=0,25W
***
Вроде бы так...
Ответ: 0,25W

5
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
404747
9
10.02.2021, 16:03
общий
Адресаты:
Выражаю огромную благодарность вам за решение этой задачи, вы очень помогли
давно
Посетитель
226425
1567
10.02.2021, 19:11
общий
Адресаты:
да ладно... заходите ещё
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа