Какова работа, необходимая для увеличения расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора в 3 раза, если

Для начала, давайте разберемся с понятием работы, необходимой для увеличения расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора. Работа (обозначается символом W) вычисляется как произведение приложенной силы (F) на перемещение (d) тела в направлении силы. В нашем случае, работа, необходимая для увеличения расстояния между обкладками конденсатора, будет зависеть от изменения электрического поля и разности потенциалов между обкладками.

Первым шагом, необходимо определить, как изменится электрическое поле в конденсаторе при увеличении расстояния между обкладками в 3 раза. В плоском воздушном конденсаторе, сила электрического поля (E) пропорциональна разности потенциалов (V) между обкладками и обратно пропорциональна расстоянию (d) между обкладками. Таким образом, формула для электрического поля в конденсаторе имеет вид:

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

Теперь, увеличивая расстояние между обкладками в 3 раза, новое расстояние (d") будет равно 3d, где d - исходное расстояние. Следовательно, новое электрическое поле (E") будет:

\[E" = \frac{V}{3d}\]

Теперь мы можем рассчитать работу, необходимую для увеличения расстояния между обкладками. Работа (W) равна энергии, затраченной на перемещение или изменение системы. В данном случае, работа будет равна изменению потенциальной энергии системы, которое зависит от изменения электрического поля. Разность потенциальной энергии (ΔU) между начальным и конечным состояниями системы может быть выражена следующим образом:

\[\Delta U = -W\]

где "-" знак означает, что работа будет затрачена на увеличение расстояния между обкладками.

Теперь, мы можем выразить работу (W) через разность потенциалов (ΔV) и изменение электрического поля (ΔE):

\[W = \Delta U = -\Delta V \cdot \Delta E\]

Так как изменения электрического поля будут пропорциональны расстоянию между обкладками, то изменение электрического поля (ΔE) будет равно:

\[\Delta E = E" - E = \frac{V}{3d} - \frac{V}{d} = -\frac{2V}{3d}\]

Теперь мы можем записать выражение для работы (W):

\[W = -\Delta V \cdot \Delta E = -\Delta V \cdot \left(-\frac{2V}{3d}\right) = \frac{2V^2}{3d}\]

Таким образом, работа, необходимая для увеличения расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора в 3 раза, будет равна \(\frac{2V^2}{3d}\), где V - напряжение на конденсаторе, а d - исходное расстояние между обкладками.

Что касается второй части задачи, разность потенциалов (V") на конденсаторе после раздвижения его обкладок будет равна начальному напряжению перед раздвижением (V), так как разность потенциалов между обкладками конденсатора остается постоянной при изменении их расстояния. Таким образом, разность потенциалов на конденсаторе после раздвижения его обкладок будет равна 100 В.

Вот подробное объяснение и пошаговое решение задачи. Если у вас возникли еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их.