Во время экспедиции на дрейфующей льдине ней прорубили скважину для отбора проб воды. Какую толщину имеет эта льдина, если глубина от поверхности воды в скважине на льдины оказалась равной 1,5 м? Плотности льда и воды равны 900 кг/м³ и 1000кг/м³ соответственно.
Дано:
С₁, С₂, С₃ = С
W₁/W₂ - ?
Формула энергии электрического поля:
W = q²/(2C)
На участке между конденсатором 1 и параллельно соединёнными конденсаторами 2, 3 происходит движение зарядов - ток. Этот ток проходит через узел, после которого течёт по двум направлениям. Так как конденсаторы 2 и 3 имеют одинаковую ёмкость, то ток, входящий в узел, раздваивается. То есть по каждому из двух направлений идёт ток силой, равной половине исходной. Что такое сила тока? Это отношение заряда ко времени:
I = q/t
Формула энергии электрического поля не содержит силу тока, потому что она отражает следствие (накопленный заряд), а не причину (процесс перетекания заряда, то есть ток). Выразим q:
q = I*t
Теперь обозначим заряд на обкладках конденсатора 1 как q₁, на обкладках конденсаторов 2 и 3 - как q₂, q₃. Учитывая то, что процессы перетекания происходят за одно и то же время t, а также учитывая выше сказанное про узел, получаем:
q₁ = I*t
q₂ = (I/2)*t = (I*t)/2
q₃ = (I/2)*t = (I*t)/2
То есть, выходит, что:
q₂ = q₃ = q₁/2
Теперь подставим заряды в формулу энергии электрического поля, учтём равенство емкостей конденсаторов 1 и 2 (C₁ = C₂ = C):
W₁ = q₁²/(2C)
W₂ = q₂²/(2C) = (q₁/2)²/(2C) = (q₁²/4)/(2С) = (q₁²/(2С)) / 4
ответ очевиден:
W₁/W₂ = (q₁²/(2C)) : (q₁²/(2С)) / 4 = (q₁²/(2C)) * 4 / (q₁²/(2С)) = 4
ответ: в 4 раза.
При прохождении тока через проводник он оказывает следующие действия: 1. Тепловое (нагревание проводника током) . Например: работа электрического чайника, утюга и т. д.) . 2. Магнитное (возникновение магнитного поля вокруг проводника с током) . Например: работа электродвигателя, электроизмерительных приборов) . 3. Химическое (химические реакции при прохождении тока через некоторые вещества) . Например: электролиз. Можно также говорить о 4. Световом (сопровождает тепловое действие) . Например: свечение нити накала электрической лампочки. 5. Механическом (сопровождает магнитное или тепловое) . Например: деформация проводника при нагревании, поворот рамки с током в магнитном поле) . 6. Биологическом (физиологическом) . Например: поражение человека током, использование действия тока в медицине.