Klub 44F - zadania III 2014»Zadanie 575
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania III 2014
- Publikacja w Delcie: marzec 2014
- Publikacja elektroniczna: 2 marca 2014
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (77 KB)
Okładki płaskiego kondensatora powietrznego o powierzchni
i wysokości
są skierowane pionowo i zanurzone w cieczy o stałej dielektrycznej
do wysokości
Oblicz ładunek, jakim naładowany jest
kondensator, jeżeli w stanie równowagi ciecz wypełnia całą przestrzeń między
okładkami. Gęstość cieczy wynosi
odległość między okładkami
jest mała w porównaniu z rozmiarami liniowymi okładek.


nad poziomem cieczy w naczyniu. Siła elektryczna
spowodowana niejednorodnością pola elektrycznego na brzegu
kondensatora, pracując na małym odcinku
(dla którego można
przyjąć, że wartość siły nie zmienia się), powoduje zmniejszenie energii
elektrycznej kondensatora:
gdzie
zaś
jest pojemnością zastępczą
dwóch kondensatorów połączonych równolegle – powietrznego
o wysokości
oraz wypełnionego dielektrykiem o wysokości
Wyrażenie na siłę elektryczną możemy obliczyć
bezpośrednio z wzoru
przy
lub obliczyć
pochodną
jest szerokością okładek kondensatora, zaś
odległością między okładkami. Wartość siły grawitacji działającej na
ciecz wciągniętą do kondensatora wynosi
Z warunku
równowagi sił elektrycznej i grawitacyjnej dla
otrzymujemy
szukaną wartość ładunku