Никола Тесла (1856-1943) - изобретатель в области электротехники и радиотехники сербского происхождения. Никеля называют отцом современной электричества. Он сделал множество открытий и изобретений получив более 300 патентов на свои творения во всех странах, где работал. Никола Тесла был не только физиком теоретиком, но и блестящим инженером. Тесла открыл переменный ток, беспроводную передачу энергии, электричество, его работы привели к открытию рентгена, создал машину, которая вызвала колебания поверхности земли. Никола предвидел наступление эры роботов выполнять любую работу. Исаак Ньютон (1643-1727) - один из родителей классической физики. Обосновал движение планет Солнечной системы вокруг Солнца, а также наступления приливов и отливов. Ньютон создал фундамент для современной физической оптики. Вершиной его работ является известный закон всемирного тяготения. Джон Дальтон - английский физико-химик. Открыл закон равномерного расширения газов при нагревании, закон кратных отношений, явление полимерии (на примере этилена и бутилена). Создатель атомной теории строения вещества. Майкл Фарадей (1791 - 1867) - английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном поле. Сделал за свою жизнь столько научных открытий, что их хватило бы десятку ученых, чтобы обессмертить свое имя. Мария Кюри-Склодовская (1867 - 1934) - физик и химик польского происхождения. Совместно с мужем открыла элементы радий и полоний. Занималась проблемами радиоактивности. Роберт Бойль (1627 - 1691) - английский физик, химик и богослов. Совместно с Р. Тоунлеем установил зависимость объема одной и той же массы воздуха от давления при неизменной температуре (Бойля - Мариотта закон). Эрнест Резерфорд - английский физик, разгадал природу индуцированной радиоактивности, открыл эманацию тория, радиоактивный распад и его закон. Резерфорда нередко справедливо называют одним из титанов физики ХХ века. Альберт Эйнштейн - немецкий физик, создатель общей теории относительности. Предположил, что все тела не притягивают друг друга, как считалось со времен Ньютона, а искривляют окружающее пространство и время. Эйнштейн написал более 350 работ по физике. Является основателем специальной (1905) и общей теории относительности (1916), принципа эквивалентности массы и энергии (1905). Разработал множество научных теорий: квантового фотоэффекта и квантовой теплоемкости. Вместе с Планком, разработал основы квантовой теории, является основой современной физики. Макс Планк (1858-1947) - немецкий физик, создатель квантовой теории, совершившей настоящую революцию в физике. Поль Дирак - английский физик, открыл статистическое распределение энергии в системе электронов. Получил Нобелевскую премию по физике «за открытие новых продуктивных форм атомной теории»
№ 9 вычислим заряд первого конденсатора до соединения со вторым q₁ = C₁ * U₁ = 5*10⁻⁶ Ф * 700 В = 35*10⁻⁴ Кл вычислим заряд этого конденсатора после его соединения со вторым q₁' = C₁ * U = 5*10⁻⁶ Ф * 300 В = 15*10⁻⁴ Кл часть заряда с первого конденсатора перешла на второй Δq = q₁ - q₁' = 35*10⁻⁴ Кл - 15*10⁻⁴ Кл = 20*10⁻⁴ Кл C₂ = q₂ / U₂ = (q₂ + Δq) / U q₂ * U = q₂ * U₂ + Δq * U₂ q₂ * (U - U₂) = Δq * U₂ q₂ = Δq * U₂ / (U - U₂) = 20*10⁻⁴ Кл * 200 В / 100 В = 40*10⁻⁴ Кл C₂ = 40*10⁻⁴ Кл / 200 В = 20*10⁻⁶ Ф = 20 мкФ
вычислим заряд первого конденсатора до соединения со вторым
q₁ = C₁ * U₁ = 5*10⁻⁶ Ф * 700 В = 35*10⁻⁴ Кл
вычислим заряд этого конденсатора после его соединения со вторым
q₁' = C₁ * U = 5*10⁻⁶ Ф * 300 В = 15*10⁻⁴ Кл
часть заряда с первого конденсатора перешла на второй
Δq = q₁ - q₁' = 35*10⁻⁴ Кл - 15*10⁻⁴ Кл = 20*10⁻⁴ Кл
C₂ = q₂ / U₂ = (q₂ + Δq) / U
q₂ * U = q₂ * U₂ + Δq * U₂
q₂ * (U - U₂) = Δq * U₂
q₂ = Δq * U₂ / (U - U₂) = 20*10⁻⁴ Кл * 200 В / 100 В = 40*10⁻⁴ Кл
C₂ = 40*10⁻⁴ Кл / 200 В = 20*10⁻⁶ Ф = 20 мкФ
№ 10
вычислим емкость батареи в первом случае (последовательное соединение) C' = C₁ * C₂ / (C₁ + C₂) = 2 мкФ * 3 мкФ / (2 мкФ + 3 мкФ) = 6/5 мкФ
вычислим энергию батареи W₁ = C' * U₁² / 2 = 6/5 * 10⁻⁶ Ф * (1000 В)² / 2 = 0,60 Дж
вычислим заряд системы q = C' * U = 6/5 * 10⁻⁶ Ф * 1000 В = 6/5 * 10⁻³ Кл
вычислим емкость батареи во втором случае (параллельное соединение) C'' = C₁ + C₂ = 2 мкФ + 3 мкФ = 5 мкФ
при параллельном соединении напряжения на конденсаторах одинаковое
U₁' = U₂' = q₁ / C₁ = q₂ / C₂
q = q₁ + q₂ => q₁ = q - q₂
(q - q₂) / C₁ = q₂ / C₂
C₂*q - C₂*q₂ = C₁*q₂
q₂*(C₁ + C₂) = C₂*q
q₂ = C₂*q / (C₁ + C₂) = 3 мкФ * 6/5 * 10⁻³ Кл / (2 мкФ + 3 мкФ) = 18/25 * 10⁻³ Кл
U₁' = U₂' = q₂ / C₂ = 18/25 * 10⁻³ Кл / 3*10⁻⁶ Ф = 240 В = U₂
вычислим энергию системы во втором случае
W₂ = C'' * U₂² / 2 = 5*10⁻⁶ Ф * (240 В)² / 2 = 0,144 Дж
ΔW = W₂ - W₁ = 0,144 Дж - 0,60 Дж = - 0,458 Дж (энергия системы уменьшилась)
№ 11
E = U / d
C = ε*ε₀*s/d = q/U => U = q*d / (ε*ε₀*s)
E = q*d / (ε*ε₀*s*d) = q / (ε*ε₀*s)
E = 85*10⁻⁹ Кл / (41 * 8,85*10⁻¹² Ф/м * 90*10⁻⁴ м²) ≈ 26*10³ В/м = 26 кВ/м