Чтобы решить задачу, нам нужно воспользоваться формулами, которые связывают заряд, работу, ёмкость и напряжение.
Формула работы конденсатора: Работа, совершаемая при зарядке конденсатора, равна: \[ W = \frac{C \cdot U^2}{2} \] где \( W \) — работа, \( C \) — ёмкость, \( U \) — напряжение.
Формула для заряда: Заряд на конденсаторе определяется как: \[ q = C \cdot U \] где \( q \) — заряд.
Теперь, используя данные:
- \( q = 5 \, \mu\text{Кл} = 5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \)
- \( W = 0,01 \, \text{Дж} \)
Мы можем выразить ёмкость \( C \) через \( U \) из второй формулы: \[ C = \frac{q}{U} \]
Теперь подставим \( C \) в первую формулу: \[ W = \frac{\left(\frac{q}{U}\right) \cdot U^2}{2} \] Упрощая это уравнение, получим: \[ W = \frac{q \cdot U}{2} \]
Теперь выразим \( U \): \[ U = \frac{2W}{q} \]
Подставим известные значения: \[ U = \frac{2 \cdot 0,01}{5 \times 10^{-6}} = \frac{0,02}{5 \times 10^{-6}} = 4000 \, \text{В} \]
Теперь, когда мы нашли \( U \), можем найти ёмкость \( C \): \[ C = \frac{q}{U} = \frac{5 \times 10^{-6}}{4000} = 1.25 \times 10^{-9} \, \text{Ф} = 1.25 \, \text{нФ} \]
Таким образом, результаты:
- Напряжение \( U = 4000 \, \text{В} \)
- Ёмкость \( C = 1.25 \, \text{нФ} \)
Если будут дополнительные вопросы, не стесняйтесь спрашивать!