Объяснение:
Дано:
W₁ = 2·10⁻⁷ Дж
ε = 81
W - ?
Емкость воздушного конденсатора:
C₁ = ε₀·S / d
Емкость конденсатора c диэлектриком ε:
C = ε·ε₀·S / d
1)
Конденсатор отключён от источника питания.
В этом случае остается постоянным заряд конденсатора q. Тогда:
W = q² / (2·C)
Емкость увеличилась в ε раз, значит энергия уменьшится в ε раз:
W = W₁ / ε = 2·10⁻⁷ / 81 ≈ 2,5·10⁻⁹ Дж
2)
Конденсатор подключен к источнику питания.
В этом случае остается постоянным напряжение на конденсаторе U. Тогда:
W = C·U² / 2
Емкость увеличилась в ε раз, значит энергия тоже увеличится в ε раз:
W = ε·W₁ = 81·2·10⁻⁷ ≈ 16·10⁻⁶ Дж
Дано: кг, м/с, с,
Решение задачи:
Силу, действующую на мяч со сторонки стенки, можно найти, воспользовавшись вторым законом Ньютона, записанным в общем виде:
В этой формуле – это изменение импульса мяча вследствие удара о стенку, – известное из условия время взаимодействия.
Найдем изменение импульса мяча. На рисунке изображены моменты непосредственно перед ударом и сразу после удара. Так как потерь скорости нет, то удар считается абсолютно упругим, поэтому мяч отскочит под тем же углом. Проецируем скорость мяча перед ударом и после удара на оси
Видно, что по оси проекции скорости равны до и после удара поэтому изменения импульса мяча в этом направлении не было, а значит, в этом направлении и не действует сила.
По оси модуль изменения импульса составит (смотри нижнюю часть схемы):
Подставим (2) в (1), получим решение задачи в общем виде.
Подставляем данные задачи в эту формулу, считаем численный ответ.
ответ: 15 Н.
