Промежуток между пластинами разобьем на три части: между левой обкладкой и левой поверхностью диэлектрика, между двумя параллельными поверхностями диэлектрика, наконец, между правой обкладкой и правой поверхностью. На поверхностях диэлектрика будут индуцироваться заряды, ведь система находится в электрическом поле, созданном конденсатором (заряды будут поляризационными). Поэтому всю систему можно считать тремя последовательно соединенными конденсаторами. Пусть расстояние между левой обкладкой и левой поверхностью равно , а между правой обкладкой и правой поверхностью — . Тогда по условию .
Общая емкость системы определяется из уравнения: , окончательно: , то есть 40 пФ.
При поднятии книги из положения плашмя в положении лежа меняется высота ее центра масс, а значит и потенциальная энергия. Первоначальная высота центра масс над уровнем стола (уровень стола примем за нулевой уровень потенциальной энергии), очевидно, равна половине толщины книги
см
После поднятия книги в вертикальное положение новая высота центра масс равна половине ее длины
см
Изменение потенциальной энергии
Дж
Именно такая работа проделывается против силы тяжести, потенциальная энергия книги возрастает.
Промежуток между пластинами разобьем на три части: между левой обкладкой и левой поверхностью диэлектрика, между двумя параллельными поверхностями диэлектрика, наконец, между правой обкладкой и правой поверхностью. На поверхностях диэлектрика будут индуцироваться заряды, ведь система находится в электрическом поле, созданном конденсатором (заряды будут поляризационными). Поэтому всю систему можно считать тремя последовательно соединенными конденсаторами. Пусть расстояние между левой обкладкой и левой поверхностью равно
, а между правой обкладкой и правой поверхностью —
. Тогда по условию
.
Общая емкость системы определяется из уравнения:
, окончательно:
, то есть 40 пФ.
Объяснение:
При поднятии книги из положения плашмя в положении лежа меняется высота ее центра масс, а значит и потенциальная энергия. Первоначальная высота центра масс над уровнем стола (уровень стола примем за нулевой уровень потенциальной энергии), очевидно, равна половине толщины книги
После поднятия книги в вертикальное положение новая высота центра масс равна половине ее длины
Изменение потенциальной энергии
Именно такая работа проделывается против силы тяжести, потенциальная энергия книги возрастает.