Чтобы найти энергию заряженного конденсатора, воспользуемся формулой:
\[ W = \frac{q^2}{2C} \]
где:
- \(W\) — энергия конденсатора (в Джоулях),
- \(q\) — заряд на одной обкладке конденсатора (в Кулонах),
- \(C\) — ёмкость конденсатора (в Фарадах).
Из условия задачи нам известны следующие значения:
- \(C = 10^{-4}\) Ф (это 0,0001 Ф),
- \(q = 0,0024\) К (или 2,4 мА).
Теперь подставим известные значения в формулу:
\[ W = \frac{(0,0024)^2}{2 \times 10^{-4}} \]
Сначала вычислим \(q^2\):
\[ (0,0024)^2 = 0,00000576 \quad (\text{или } 5.76 \times 10^{-6}) \]
Теперь подставим это значение в формулу для энергии:
\[ W = \frac{5.76 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-4}} \]
Следующий шаг — упростить дробь:
\[ W = \frac{5.76 \times 10^{-6}}{0.0002} = \frac{5.76 \times 10^{-6}}{2 \times 10^{-4}} = \frac{5.76}{2} \times \frac{10^{-6}}{10^{-4}} = 2.88 \times 10^{-2} \quad (\text{или } 0.0288) \]
Таким образом, энергия заряженного конденсатора составит:
\[ W \approx 0.0288 \, \text{Дж} \]
В итоге мы нашли, что энергия конденсатора с ёмкостью \(10^{-4}\) Ф и зарядом \(0.0024\) К равна приблизительно \(0.0288\) Дж.