Электрический заряд на одной пластине конденсатора равен +4 Кл, на другой — равен −4 Кл. Напряжение между пластинами равно 4000 В. Посчитай, чему равна электрическая ёмкость конденсатора.

Найти: E, φ

Дано:

m=2⋅10−4кг

l=0,5м

∠AOB=90∘

ε=1

g=10м/с2

k=14πε0ε=9⋅109ф/м

На каждый из зарядов (см. рисунок) действуют три силы: сила тяжести - mg→ ; сила натяжения нити - T⃗  и сила Кулона - F⃗ . Поскольку система зарядов находится в равновесии - геометрическая сумма сил равна нулевому вектору

mg→+T⃗ +F⃗ =0

спроецируем это равенство на оси координат с учетом того, что α=45∘ и cosα=sinα

x: Tcosα=mg

y: Tcosα=F=kq2l2

q=mgl2k−−−−−√

E⃗ =E⃗ 1+E⃗ 2

E1=E2=kql2=kmgl2−−−−√

E=2kmgl2−−−−−√

φ=2φ1=2kql=2kmg−−−−√

Объяснение:

Так как на протяжении всего изопроцесса температура постоянна, то мы можем воспользоваться законом Бойля-Мариотта: P1V1=P2V2=const

При этом у нас по условию: V(левая часть)=2V(правая часть)

Тогда, воспользовавшись законом Бойля-Мариотта, можно записать в виде: PлV=2PпV

По уравнению Менделеева-Клапейрона: PV = m R T / M

Тогда можно переписать в виде: m(левая часть) R T / M = 2m(правая часть) R T / M

Так как T=const, то после сокращений получим ответ на поставленный вопрос задачи: m(левая часть) = 2m(правая часть), то есть, масса газа в правой части цилиндра больше в два раза массы газа в левой части цилиндра.