Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14414
2020-11-28 
Плоский конденсатор погружено одним концом в спирт. Какую разность потенциалов надо приложить, чтобы спирт поднялся на 10 см, если расстояние между пластинами 1 мм? Диэлектричская проницаемость спирта $\epsilon = 25$.
Решение:
За счет изменения энергии заряженного конденсатора выполняется работа по втягиванию спирта в пространство между пластинами. К втягиванию спирта энергия электрического поля
$\frac{CU^{2}}{2} = \frac{U^{2} }{2} \cdot \frac{ \epsilon_{0}S }{2} = \frac{U^{2} \epsilon_{0}aH }{2d}$.
После втягивания спирта энергия электрического поля
$\frac{U^{2} \epsilon_{0} (H - h)a}{2d} + \frac{U^{2} \epsilon \epsilon_{0} ha }{2d}$.
Изменение энергии электрического поля конденсатора равна работе электрических сил по поднятию центра тяжести столбика спирта на высоту $\frac{1}{2} h$, то есть
$\frac{U^{2} \epsilon_{0} (H -h)a}{2d} + \frac{U^{2} \epsilon_{0} \epsilon ha }{2d} - \frac{U^{2} \epsilon_{0}aH }{2d} = \rho g (ahd) \frac{1}{2}h$,
откуда
$U = \sqrt{ \frac{ \rho g hd^{2} }{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) } } \approx 3,69 \cdot 10^{3} В$.
Плоский конденсатор погружено одним концом в спирт. Какую разность потенциалов надо приложить, чтобы спирт поднялся на 10 см, если расстояние между пластинами 1 мм? Диэлектричская проницаемость спирта $\epsilon = 25$.
Решение:
За счет изменения энергии заряженного конденсатора выполняется работа по втягиванию спирта в пространство между пластинами. К втягиванию спирта энергия электрического поля
$\frac{CU^{2}}{2} = \frac{U^{2} }{2} \cdot \frac{ \epsilon_{0}S }{2} = \frac{U^{2} \epsilon_{0}aH }{2d}$.
После втягивания спирта энергия электрического поля
$\frac{U^{2} \epsilon_{0} (H - h)a}{2d} + \frac{U^{2} \epsilon \epsilon_{0} ha }{2d}$.
Изменение энергии электрического поля конденсатора равна работе электрических сил по поднятию центра тяжести столбика спирта на высоту $\frac{1}{2} h$, то есть
$\frac{U^{2} \epsilon_{0} (H -h)a}{2d} + \frac{U^{2} \epsilon_{0} \epsilon ha }{2d} - \frac{U^{2} \epsilon_{0}aH }{2d} = \rho g (ahd) \frac{1}{2}h$,
откуда
$U = \sqrt{ \frac{ \rho g hd^{2} }{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) } } \approx 3,69 \cdot 10^{3} В$.
