а) Какова напряженность поля между пластинами плоского воздушного конденсатора, если его емкость составляет

а) Для решения первой части задачи мы можем использовать формулу для напряженности электрического поля \(E\) между пластинами конденсатора:

\[E = \frac{U}{d}\]

Где \(U\) - напряжение на пластинах конденсатора, а \(d\) - расстояние между пластинами. Подставляя известные значения в формулу, получаем:

\[E = \frac{200 \, \text{В}}{4 \times 10^{-2} \, \text{м}}\]

Рассчитывая это выражение, получаем:

\[E = 5000 \, \text{В/м}\]

Таким образом, напряженность поля между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 5000 В/м.

б) Сила взаимодействия пластин плоского воздушного конденсатора может быть рассчитана с использованием формулы:

\[F = \frac{1}{2} \cdot \varepsilon \cdot S \cdot E^2\]

Где \(\varepsilon\) - диэлектрическая проницаемость воздуха между пластинами конденсатора, \(S\) - площадь пластин и \(E\) - напряженность поля между пластинами.

В данном случае мы должны знать площадь пластин конденсатора. Если она не указана в задаче, то мы не можем рассчитать данную силу без этой информации.

в) Энергия поля плоского воздушного конденсатора может быть вычислена с использованием формулы:

\[W = \frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2\]

Где \(C\) - емкость конденсатора в фарадах, а \(U\) - напряжение на пластинах.

Подставляя известные значения, получаем:

\[W = \frac{1}{2} \cdot 900 \times 10^{-12} \, \text{Ф} \cdot (200 \, \text{В})^2\]

Проводя расчеты, получаем:

\[W = 1.8 \times 10^{-5} \, \text{Дж}\]

Таким образом, энергия поля плоского воздушного конденсатора составляет \(1.8 \times 10^{-5}\) Дж.

г) В контексте плоского воздушного конденсатора, объемная плотность энергии (обозначается как \(u\)) представляет собой количество энергии, приходящееся на единицу объема внутри конденсатора.

Объемная плотность энергии можно рассчитать с использованием следующей формулы:

\[u = \frac{1}{2} \cdot \varepsilon \cdot E^2\]

Где \(\varepsilon\) - диэлектрическая проницаемость воздуха между пластинами конденсатора, а \(E\) - напряженность поля между пластинами.

Подставляя известные значения, получаем:

\[u = \frac{1}{2} \cdot 8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \cdot (5000 \, \text{В/м})^2\]

Проводя расчеты, получаем:

\[u = 55.625 \times 10^{-6} \, \text{Дж/м}^3\]

Таким образом, объемная плотность энергии в контексте плоского воздушного конденсатора составляет \(55.625 \times 10^{-6}\) Дж/м³.