После соприкосновения, какой будет заряд каждого шара, если заряды шаров на момент соприкосновения составляют 200

После соприкосновения, какой будет заряд каждого шара, если заряды шаров на момент соприкосновения составляют 200 В и 150 В и емкости шаров равны 6 мкФ и 3 мкФ соответственно?
Каковы будут напряжения между обкладками первого и второго конденсатора, если они соединены последовательно и подключены к батарее с напряжением 120 В и имеют емкости 2 мкФ и 1 мкФ соответственно?
Дождь

Дождь

Для решения первой задачи - нахождения заряда каждого шара после соприкосновения - мы можем использовать закон сохранения заряда. Закон сохранения заряда гласит, что сумма зарядов, проходящих через любую замкнутую систему, остается постоянной.

В данной задаче, согласно закону сохранения заряда, сумма зарядов шаров до соприкосновения должна быть равна сумме зарядов шаров после соприкосновения. То есть:

\(Q_1 + Q_2 = Q_1" + Q_2"\),

где \(Q_1\) и \(Q_2\) - заряды шаров до соприкосновения, а \(Q_1"\) и \(Q_2"\) - заряды шаров после соприкосновения.

Заряд \(Q\) определяется соотношением \(Q = C \cdot V\), где \(C\) - емкость, а \(V\) - напряжение.

Подставляем известные значения в уравнение:

\(6 \, мкФ \cdot 200 \, В + 3 \, мкФ \cdot 150 \, В = 6 \, мкФ \cdot Q_1" + 3 \, мкФ \cdot Q_2"\).

Выполняем несложные вычисления:

\(1200 \, мкКл + 450 \, мкКл = 6 \, мкФ \cdot Q_1" + 3 \, мкФ \cdot Q_2"\).

\(1650 = 6 \, мкФ \cdot Q_1" + 3 \, мкФ \cdot Q_2"\).

Таким образом, сумма зарядов после соприкосновения составляет 1650 мкКл.

Теперь, чтобы найти заряд каждого шара, мы можем использовать отношение емкости и заряда:

\(\frac{{Q_1"}}{{Q_2"}} = \frac{{C_2}}{{C_1}}\),

где \(C_1\) и \(C_2\) - емкости шаров.

Подставляем известные значения:

\(\frac{{Q_1"}}{{Q_2"}} = \frac{{6 \, мкФ}}{{3 \, мкФ}}\).

Упрощаем:

\(\frac{{Q_1"}}{{Q_2"}} = 2\).

Таким образом, заряд первого шара будет в два раза больше, чем заряд второго шара после соприкосновения. Получаем систему уравнений:

\(\begin{cases} Q_1" + Q_2" = 1650 \, мкКл \\ Q_1" = 2 \cdot Q_2" \end{cases}\).

Решая эту систему уравнений, найдем:

\(Q_1" = \frac{{2}}{{3}} \cdot 1650 \, мкКл = 1100 \, мкКл\),
\(Q_2" = \frac{{1}}{{3}} \cdot 1650 \, мкКл = 550 \, мкКл\).

Таким образом, заряд каждого шара после соприкосновения будет составлять 1100 мкКл и 550 мкКл соответственно.

Теперь перейдем ко второй задаче - нахождению напряжений между обкладками конденсаторов в последовательно соединенной цепи.

В последовательно соединенной цепи напряжение распределяется между конденсаторами пропорционально их емкостям. То есть:

\(\frac{{V_1}}{{V_2}} = \frac{{C_2}}{{C_1}}\),

где \(V_1\) и \(V_2\) - напряжения на обкладках конденсаторов, \(C_1\) и \(C_2\) - их емкости.

Подставляем известные значения:

\(\frac{{V_1}}{{V_2}} = \frac{{2 \, мкФ}}{{1 \, мкФ}}\).

Упрощаем:

\(\frac{{V_1}}{{V_2}} = 2\).

Таким образом, напряжение между обкладками первого конденсатора будет в два раза больше, чем напряжение между обкладками второго конденсатора.

Теперь мы можем определить конкретные значения напряжений. Сумма напряжений в последовательной цепи равна напряжению батареи, то есть:

\(V_1 + V_2 = 120 \, В\).

Подставляем найденное соотношение между напряжениями:

\(2V_2 + V_2 = 120 \, В\).

Выполняем вычисления:

\(3V_2 = 120 \, В\).

Решаем уравнение:

\(V_2 = \frac{{120}}{{3}} \, В = 40 \, В\).

Таким образом, напряжение между обкладками второго конденсатора составляет 40 В.

Используем найденное соотношение между напряжениями:

\(V_1 = 2V_2 = 2 \cdot 40 \, В = 80 \, В\).

Таким образом, напряжение между обкладками первого конденсатора составляет 80 В.

Таким образом, ответы на задачи:

1. После соприкосновения заряды каждого шара составляют 1100 мкКл и 550 мкКл соответственно.

2. Напряжение между обкладками первого и второго конденсатора составляют 80 В и 40 В соответственно.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello