Пластины плоского конденсатора имеют электрические заряды +q и -q площадь одной пластины S, расстояние между пластинами d. С какой силой одна пластина притягивает другую, если между пластинами воздух?
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать формулу для расчета электростатической силы притяжения между двумя заряженными телами:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F – сила притяжения,
k – электростатическая постоянная (k ≈ 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2),
q1 и q2 – значения электрических зарядов,
r – расстояние между заряженными телами (в нашем случае это будет расстояние между пластинами конденсатора).
Из условия задачи известно, что заряд одной пластины равен +q, а заряд другой пластины –q.
Сначала найдем значения силы притяжения между пластинами для каждой из них.
Сила притяжения, действующая на пластину с положительным зарядом, будет направлена к пластине с отрицательным зарядом, поэтому эта сила будет положительной.
F1 = (k * |q1 * (-q)|) / d^2
Аналогично, сила притяжения, действующая на пластину с отрицательным зарядом, будет направлена к пластине с положительным зарядом, поэтому эта сила будет также положительной.
F2 = (k * |(-q) * q|) / d^2
Заметим, что значения зарядов пластин одинаковы по модулю (|q1| = |-q|) и как мы знаем |a * b| = |a| * |b|, то можно записать значения силы притяжения следующим образом:
F1 = (k * q^2) / d^2
F2 = (k * q^2) / d^2
Теперь, чтобы определить силу притяжения одной пластины к другой, нам нужно сложить значения силы притяжения для каждой из пластин:
F = F1 + F2 = (k * q^2) / d^2 + (k * q^2) / d^2
F = (2 * k * q^2) / d^2
Таким образом, сила, с которой одна пластина притягивает другую, равна (2 * k * q^2) / d^2.
Данный ответ основан на фундаментальной формуле электростатики и предоставит школьнику полное понимание решения задачи.
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F – сила притяжения,
k – электростатическая постоянная (k ≈ 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2),
q1 и q2 – значения электрических зарядов,
r – расстояние между заряженными телами (в нашем случае это будет расстояние между пластинами конденсатора).
Из условия задачи известно, что заряд одной пластины равен +q, а заряд другой пластины –q.
Сначала найдем значения силы притяжения между пластинами для каждой из них.
Сила притяжения, действующая на пластину с положительным зарядом, будет направлена к пластине с отрицательным зарядом, поэтому эта сила будет положительной.
F1 = (k * |q1 * (-q)|) / d^2
Аналогично, сила притяжения, действующая на пластину с отрицательным зарядом, будет направлена к пластине с положительным зарядом, поэтому эта сила будет также положительной.
F2 = (k * |(-q) * q|) / d^2
Заметим, что значения зарядов пластин одинаковы по модулю (|q1| = |-q|) и как мы знаем |a * b| = |a| * |b|, то можно записать значения силы притяжения следующим образом:
F1 = (k * q^2) / d^2
F2 = (k * q^2) / d^2
Теперь, чтобы определить силу притяжения одной пластины к другой, нам нужно сложить значения силы притяжения для каждой из пластин:
F = F1 + F2 = (k * q^2) / d^2 + (k * q^2) / d^2
F = (2 * k * q^2) / d^2
Таким образом, сила, с которой одна пластина притягивает другую, равна (2 * k * q^2) / d^2.
Данный ответ основан на фундаментальной формуле электростатики и предоставит школьнику полное понимание решения задачи.