Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 10399
2019-05-11 
По внутренним поверхностям двух близко расположенных диэлектрических параллельных пластин площадью $S$ равномерно распределен заряд $+Q$. Какая сила потребуется, чтобы удерживать эти пластины на прежнем расстоянии?
Решение:
Если мы представим, что положительные заряды на одной из пластин изменены на отрицательные той же самой величины, то кулоновские силы останутся теми же по величине, но их направление изменится. Вместо отталкивания мы получим притяжение между пластинами. Но это имеет место для конденсаторов с плоскопараллельными пластинами.
Энергия, запасенная в таком конденсаторе с расстоянием $x$ между пластинами, равна
$W = \frac{Q^{2} }{2C}$,
где $C$ - емкость конденсатора, определяемая по формуле
$C = \frac{ \epsilon_{0} S}{x}$.
Следовательно,
$W = \frac{Q^{2}x }{2 \epsilon_{0}S }$.
Сила взаимодействия пластин равна производной от энергии конденсатора по координате $x$, т.е. $F = dW/dx$. Таким образом, сила, требуемая для удержания пластин площадью $S$ вместе, равна
$F = \frac{Q^{2} }{2 \epsilon_{0}S }$.
По внутренним поверхностям двух близко расположенных диэлектрических параллельных пластин площадью $S$ равномерно распределен заряд $+Q$. Какая сила потребуется, чтобы удерживать эти пластины на прежнем расстоянии?
Решение:
Если мы представим, что положительные заряды на одной из пластин изменены на отрицательные той же самой величины, то кулоновские силы останутся теми же по величине, но их направление изменится. Вместо отталкивания мы получим притяжение между пластинами. Но это имеет место для конденсаторов с плоскопараллельными пластинами.
Энергия, запасенная в таком конденсаторе с расстоянием $x$ между пластинами, равна
$W = \frac{Q^{2} }{2C}$,
где $C$ - емкость конденсатора, определяемая по формуле
$C = \frac{ \epsilon_{0} S}{x}$.
Следовательно,
$W = \frac{Q^{2}x }{2 \epsilon_{0}S }$.
Сила взаимодействия пластин равна производной от энергии конденсатора по координате $x$, т.е. $F = dW/dx$. Таким образом, сила, требуемая для удержания пластин площадью $S$ вместе, равна
$F = \frac{Q^{2} }{2 \epsilon_{0}S }$.
