Плоский конденсатор зарядили до напруги 2 кВ. Площа кожної пластини 0,24 м2, відстань між ними 5 мм. Обкладки конденсатора розсовують так, що відстань між ними збільшується вдвічі. Визначити роботу, виконану при розсовуванні обкладок.

При зміні відстані між обкладками конденсатора вдвічі, їх електричне поле слабшається. Для знаходження роботи, виконаної при цьому процесі, скористаємося формулою для роботи, яку виконує зовнішня сила при переміщенні зарядженого об'єкта між точками з потенціалами \( V_1 \) та \( V_2 \): \[ W = q \cdot (V_1 - V_2) \] Тут \( V_1 \) та \( V_2 \) - потенціали на початку і в кінці процесу, а \( q \) - заряд конденсатора. Початково конденсатор був заряджений до напруги 2 кВ, тобто маємо \( V_1 = 2 \, кВ \). Після розсовування обкладок, відстань між ними збільшилася вдвічі, що призводить до зменшення напруги на половину, тобто \( V_2 = 1 \, кВ \). Для знаходження заряду конденсатора скористаємося формулою для ємності плоского конденсатора: \[ C = \dfrac{ϵ_0 \cdot S}{d} \] Тут \( ϵ_0 \) - діелектрична проникливість вакууму, \( S \) - площа пластини і \( d \) - відстань між пластинами. Після розсовування обкладок, відстань між ними збільшилася вдвічі, тобто стала \( 10 \, мм \) або \( 0.01 \, м \). Підставляючи відомі дані в формулу, отримаємо ємність конденсатора: \[ C = \dfrac{8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 0.24}{0.01} \approx 2.12 \cdot 10^{-11} \, Ф \] Розраховуємо заряд на конденсаторі за формулою ємності: \[ q = C \cdot V \approx 2.12 \cdot 10^{-11} \cdot 2000 \approx 4.24 \cdot 10^{-8} \, Кл \] Останнім кроком буде обчислити роботу, яку виконала зовнішня сила при розсовуванні обкладок. Підставляємо значення заряду та потенціалів у формулу роботи: \[ W = q \cdot (V_1 - V_2) \approx 4.24 \cdot 10^{-8} \cdot (2000 - 1000) = 4.24 \cdot 10^{-8} \, Дж \] Таким чином, робота, виконана при розсовуванні обкладок конденсатора, становить приблизно \( 4.24 \cdot 10^{-8} \, Дж \). Якщо у вас є інші запитання або потрібні додаткові пояснення, не соромтесь запитати!