Два проводящих шара ёмкостями с1=40 пф и с2=90 пф зарядили до разности потенциалов u1=100 в и u2=1 кв. шары удалены на значительное расстояние. заряд, который переместится по проволоке, если шары соединить этой проволокой, равен
Для решения данной задачи, нам потребуется знание основ электростатики и законов сохранения заряда.
Дано:
Ёмкость первого шара c1 = 40 пФ
Ёмкость второго шара c2 = 90 пФ
Разность потенциалов на первом шаре u1 = 100 В
Разность потенциалов на втором шаре u2 = 1 кВ = 1000 В
Требуется найти:
Заряд, который переместится по проволоке, если шары соединить этой проволокой.
Для начала, вспомним, что ёмкость (с) равна отношению заряда (q) к разности потенциалов (u):
c = q/u
Отсюда можно получить уравнение:
q = c * u
Для первого шара:
q1 = c1 * u1
q1 = 40 пФ * 100 В
q1 = 4000 пКл (пикокулоны)
Для второго шара:
q2 = c2 * u2
q2 = 90 пФ * 1000 В
q2 = 90000 пКл (пикокулоны)
Теперь соединим шары проволокой. Заряд с первого шара переместится на второй шар, пока разность потенциалов на обоих шарах не будет одинаковой. Поскольку теперь шары соединены проволокой, то суммарная емкость системы будет равна сумме ёмкостей шаров:
cs = c1 + c2
cs = 40 пФ + 90 пФ
cs = 130 пФ
Теперь найдем новую разность потенциалов на шарах после их соединения. Поскольку расстояние между шарами значительное, то электрические заряды в системе равны:
q1 = q2
Используя уравнение q = c * u, получаем:
q1 = cs * us
q2 = cs * us
q1 = q2, следовательно, cs * us = cs * us
Теперь мы можем решить уравнение относительно us:
us = (cs * u1 + cs * u2)/(cs + cs)
us = (40 пФ * 100 В + 90 пФ * 1000 В)/(130 пФ + 40 пФ)
us = (4000 пКл + 90000 пКл)/(170 пКл)
us = 94000 пКл / 170 пКл
us = 552 пКл
Таким образом, разность потенциалов на шарах после их соединения будет равна 552 пКл. Но это не ответ на задачу, поэтому мы должны найти заряд, который переместится по проволоке.
Ответ:
Заряд, который переместится по проволоке, будет равен разности зарядов на шарах после их соединения:
q = q1 - q2
q = 4000 пКл - 90000 пКл
q = -86000 пКл (отрицательное значение означает, что заряд переместится с второго шара на первый)
Таким образом, заряд, который переместится по проволоке, равен -86000 пКл (отрицательные знак означает, что заряд переместится с второго шара на первый).
Дано:
Ёмкость первого шара c1 = 40 пФ
Ёмкость второго шара c2 = 90 пФ
Разность потенциалов на первом шаре u1 = 100 В
Разность потенциалов на втором шаре u2 = 1 кВ = 1000 В
Требуется найти:
Заряд, который переместится по проволоке, если шары соединить этой проволокой.
Для начала, вспомним, что ёмкость (с) равна отношению заряда (q) к разности потенциалов (u):
c = q/u
Отсюда можно получить уравнение:
q = c * u
Для первого шара:
q1 = c1 * u1
q1 = 40 пФ * 100 В
q1 = 4000 пКл (пикокулоны)
Для второго шара:
q2 = c2 * u2
q2 = 90 пФ * 1000 В
q2 = 90000 пКл (пикокулоны)
Теперь соединим шары проволокой. Заряд с первого шара переместится на второй шар, пока разность потенциалов на обоих шарах не будет одинаковой. Поскольку теперь шары соединены проволокой, то суммарная емкость системы будет равна сумме ёмкостей шаров:
cs = c1 + c2
cs = 40 пФ + 90 пФ
cs = 130 пФ
Теперь найдем новую разность потенциалов на шарах после их соединения. Поскольку расстояние между шарами значительное, то электрические заряды в системе равны:
q1 = q2
Используя уравнение q = c * u, получаем:
q1 = cs * us
q2 = cs * us
q1 = q2, следовательно, cs * us = cs * us
Теперь мы можем решить уравнение относительно us:
us = (cs * u1 + cs * u2)/(cs + cs)
us = (40 пФ * 100 В + 90 пФ * 1000 В)/(130 пФ + 40 пФ)
us = (4000 пКл + 90000 пКл)/(170 пКл)
us = 94000 пКл / 170 пКл
us = 552 пКл
Таким образом, разность потенциалов на шарах после их соединения будет равна 552 пКл. Но это не ответ на задачу, поэтому мы должны найти заряд, который переместится по проволоке.
Ответ:
Заряд, который переместится по проволоке, будет равен разности зарядов на шарах после их соединения:
q = q1 - q2
q = 4000 пКл - 90000 пКл
q = -86000 пКл (отрицательное значение означает, что заряд переместится с второго шара на первый)
Таким образом, заряд, который переместится по проволоке, равен -86000 пКл (отрицательные знак означает, что заряд переместится с второго шара на первый).