Как можно вычислить расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора, если известны заряд обкладок (q=2,0 нКл), энергия электростатического поля (W=190 нДж) и площадь каждой обкладки (S=24 см²)? Пожалуйста, помогите, это срочно! (25 баллов)

Физика 9 класс Электростатика расстояние между обкладками плоский воздушный конденсатор заряд обкладок энергия электростатического поля площадь обкладок вычисление расстояния физика 9 класс Новый

Чтобы вычислить расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора, мы можем использовать следующие формулы, связанные с электростатическим полем и конденсаторами.

1. Первым делом, давайте вспомним, что энергия электростатического поля конденсатора определяется по формуле:

W = (q^2) / (2C)

где W - энергия, q - заряд, C - емкость конденсатора.

2. Мы знаем, что емкость плоского конденсатора можно выразить через его геометрические параметры:

C = (ε₀ * S) / d

где ε₀ - электрическая постоянная (приблизительно равна 8.85 * 10^(-12) Ф/м), S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.

3. Подставим выражение для емкости в формулу для энергии:

W = (q^2 * d) / (2 * ε₀ * S)

4. Теперь мы можем выразить расстояние d через известные величины:

d = (2 * W * ε₀ * S) / (q^2)

5. Теперь подставим известные значения:

• q = 2.0 нКл = 2.0 * 10^(-9) Кл
• W = 190 нДж = 190 * 10^(-9) Дж
• S = 24 см² = 24 * 10^(-4) м²
• ε₀ = 8.85 * 10^(-12) Ф/м

6. Теперь подставим все эти значения в формулу для d:

d = (2 * (190 * 10^(-9)) * (8.85 * 10^(-12)) * (24 * 10^(-4))) / ((2.0 * 10^(-9))^2)

7. Вычислим числитель:

(2 * 190 * 10^(-9) * 8.85 * 10^(-12) * 24 * 10^(-4)) = 1.01 * 10^(-21) Дж·м²

8. Теперь вычислим знаменатель:

((2.0 * 10^(-9))^2) = 4.0 * 10^(-18) Кл²

9. Теперь подставим числитель и знаменатель в формулу для d:

d = (1.01 * 10^(-21)) / (4.0 * 10^(-18))

10. Вычисляем d:

d = 2.525 * 10^(-4) м = 0.2525 см

Таким образом, расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора составляет примерно 0.2525 см.