Для решения поставленных задач нам понадобятся формулы, связанные с энергией конденсатора и электрическим полем. Разберем каждую задачу по очереди.
Задача 1:
Дано:
- Емкость конденсатора
- Заряд
Нужно найти: Энергию заряженного конденсатора .
Энергия конденсатора может быть найдена с использованием формулы:
Подставим заданные значения в формулу:
Выполним вычисления:
Теперь подставим в формулу:
Задача 2:
Дано:
- Площадь каждой из пластин
- Расстояние между пластинами
- Напряженность поля
Нужно найти: Энергию электрического поля .
Энергия электрического поля в плоском конденсаторе может быть найдена с использованием следующей формулы:
где:
- — электрическая постоянная )
- — объем пространства между пластинами )
Сначала найдем объем :
Теперь подставим все известные значения в формулу для энергии:
Выполним вычисления:
Теперь подставим в формулу:
Таким образом, энергия электрического поля составляет или .
Подведем итоги:
- Энергия заряженного конденсатора:
- Энергия электрического поля: