В U-образную трубку налита вода. Площадь сечения каждого колена S=7 см^2. 1. В правое колено налили бензин плотностью rho1=0.69 г/см^3, из-за этого уровень воды в левом колене поднялся на X=6.3см. Вычислите высоту столбика бензина в правом колене (h1).
2.Вычислите массу бензина в правом колене (m1) .
3. Затем в левое колено налили столько масла плотностью rho2=0.89 г/см3, что верхние границы бензина в правом и масла в левом коленах трубки оказались на одном уровне. Вычислите высоту столбика масла в левом колене (h2).
4. Вычислите, на сколько увеличилось давлени
C = 0,025 мкФ=25*10⁻⁹ Ф
U = 100 В
Определить:
1) работу , которую нужно совершить, чтобы извлечь пластинку из конденсатора;
2) работу , совершаемую при этом источником тока.
Нагреванием пластинки пренебречь.
Воспользуемся формулой емкости конденсатора
Меняется только расстояние. В первом случае d₁=2/3 d
C₁=ε₀S/d₁=3ε₀S/(2d)=1.5С
Во втором случае емкость равна емкости конденсатора
С₂=С
Энергия заряженного конденсатора
W=CU²/2
Работа равна разности энергий
A=W₁-W₂=C₁U²/2-C₂U²/2=(1.5C-C)U²/2=0.5CU²/2
A=0.5*25*10⁻⁹ * 100²/2=6,25*10⁻⁵ (Дж)
Поскольку емкость менялась, то меняется и заряд q. Работа источника тока
A'=ΔqU
Из определения емкости
q=UC
Тогда
A'=(q₂-q₁)U=(UC₂-UC₁)U=(C₂-C₁)U²=(C-1.5C)U²=-0.5CU²=-0.5*25*10⁻⁹ * 100²=
=-12,5*10⁻⁵ (Дж)
ответ: 1) 62,5 мкДж; 2) -125 мкДж