Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13485
2020-02-22 
Две одинаковые литиевые плоские батарейки (типа CR216) имеют ЭДС $\mathcal{E} = 3 В$, диаметр корпуса $D = 20 мм$, толщину корпуса $d = 1,6мм$. Батарейки расположили в воздухе на линии, совпадающей с их осями симметрии, положительными полюсами навстречу друг другу на расстоянии $L = 20 см$. Оцените силы электрического взаимодействия батареек. Суммарный электрический заряд каждой батарейки равен нулю.
Решение:
Для оценки сил взаимодействия батареек заменим их модельными объектами: конденсаторами с диаметрами круглых пластин $D = 20 мм$ и расстояниями между пластинами $d = 1,6 мм$. Емкость каждого конденсатора равна $C = \frac{ \epsilon_{0}S}{d} = \frac{ \epsilon_{0} \pi D^{2}}{4d}$, разность потенциалов пластин конденсатора равна $U = 3 В$. Каждый конденсатор представляет собой электрический диполь с зарядами $Q = \pm UC$, находящимися на расстоянии $d$ друг от друга. Напряженность электрического поля на оси симметрии диполя на большом ($L \gg D$) расстоянии $L = 20 см$ от этого диполя в направлении, совпадающем со стрелочкой от плюса к минусу, равна примерно
$E = \frac{2Qd}{4 \pi \epsilon_{0}L^{3}}$.
Эта величина существенно зависит от расстояния $L$. Положительный заряд второго диполя при заданном в условии задачи взаимном расположении диполей находится в более сильном поле, чем его отрицательный заряд, следовательно, батарейки будут отталкиваться друг от друга. Силы их взаимного отталкивания по порядку величины будут равны
$F = \frac{6 Q^{2}d^{2}}{4 \pi \epsilon_{0}L^{4} } = \frac{3 \pi \epsilon_{0} U^{2}D^{4}}{32L^{4}} \approx 2,3 \cdot 10^{-15} Н$.
Как видно из полученного ответа, результат от толщины батареек не зависит.
Две одинаковые литиевые плоские батарейки (типа CR216) имеют ЭДС $\mathcal{E} = 3 В$, диаметр корпуса $D = 20 мм$, толщину корпуса $d = 1,6мм$. Батарейки расположили в воздухе на линии, совпадающей с их осями симметрии, положительными полюсами навстречу друг другу на расстоянии $L = 20 см$. Оцените силы электрического взаимодействия батареек. Суммарный электрический заряд каждой батарейки равен нулю.
Решение:
Для оценки сил взаимодействия батареек заменим их модельными объектами: конденсаторами с диаметрами круглых пластин $D = 20 мм$ и расстояниями между пластинами $d = 1,6 мм$. Емкость каждого конденсатора равна $C = \frac{ \epsilon_{0}S}{d} = \frac{ \epsilon_{0} \pi D^{2}}{4d}$, разность потенциалов пластин конденсатора равна $U = 3 В$. Каждый конденсатор представляет собой электрический диполь с зарядами $Q = \pm UC$, находящимися на расстоянии $d$ друг от друга. Напряженность электрического поля на оси симметрии диполя на большом ($L \gg D$) расстоянии $L = 20 см$ от этого диполя в направлении, совпадающем со стрелочкой от плюса к минусу, равна примерно
$E = \frac{2Qd}{4 \pi \epsilon_{0}L^{3}}$.
Эта величина существенно зависит от расстояния $L$. Положительный заряд второго диполя при заданном в условии задачи взаимном расположении диполей находится в более сильном поле, чем его отрицательный заряд, следовательно, батарейки будут отталкиваться друг от друга. Силы их взаимного отталкивания по порядку величины будут равны
$F = \frac{6 Q^{2}d^{2}}{4 \pi \epsilon_{0}L^{4} } = \frac{3 \pi \epsilon_{0} U^{2}D^{4}}{32L^{4}} \approx 2,3 \cdot 10^{-15} Н$.
Как видно из полученного ответа, результат от толщины батареек не зависит.
