Question

Две пластины площадью S = 100 см^2 каждая находятся на малом расстоянии друг от друга. Заряды пластин равны по модулю |q|= 10^–8 Кл и противоположны по знаку. Найдите силу притяжения пластин.

Answer 1

Находим поверхностную плотность заряда пластин:

σ = q / S

Напряженность поля, созданная двумя разноименно заряженными пластинами:

E = σ / (ε₀·ε) = q / (ε₀·ε·S)

Сила:

F = q·E = q² / (ε₀·ε·S) = (1·10⁻⁸)² / (8,85·10⁻¹²·1·100·10⁻⁴) ≈ 1 мН

Answer 2

Сила притяжения пластин плоского конденсатора F=0,5*q^2/e0*S=0,5*10^-16/8,85*10^-12*100*10^-4=5,6*10^-4 H

Answer 3

Для нахождения силы притяжения между двумя заряженными пластинами, можно воспользоваться законом Кулона:

Сила притяжения между двумя заряженными частицами определяется как: $F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2},$

где: $k$ - постоянная Кулона, приближенное значение которой составляет $8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$, $|q_1|$ и $|q_2|$ - модули зарядов на пластинах, $r$ - расстояние между пластинами.

В данном случае обе пластины имеют одинаковый модуль заряда $|q| = 10^{-8} \, \text{Кл}$ и находятся на малом расстоянии друг от друга, что можно учесть, просто удваив расстояние $r$ в формуле.

Таким образом, сила притяжения между двумя пластинами будет: $F = \frac{(8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (10^{-8} \, \text{Кл})^2}{(2r)^2}$

$F = \frac{8.99 \times 10^9 \times 10^{-16}}{4r^2}$

$F = \frac{8.99 \times 10^{-7}}{r^2} \, \text{Н}.$

Отметим, что сила притяжения всегда положительна, так как модули зарядов равны, и силовые линии направлены от одной пластины к другой.