Края квадратных пластин плоского конденсатора касаются поверхности керосина. Какое напряжение необходимо подать на пластины, чтобы керосин поднялся до верхнего края пластин, если расстояние между пластинами конденсатора d = 1 мм, площадь пластин S = 16 см2. Диэлектрическая проницаемость керосина ϵ = 2, плотность керосина ρ = 800 кг/м3. Электрическая постоянная ϵ0 = 8,85×10-12 Ф/м. Ответ дайте в кВ, округлив до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем силу Архимеда, действующую на керосин:

F_A = ρ g V,
где ρ - плотность керосина,
g - ускорение свободного падения,
V - объем керосина, поднятого между пластинами.

V = S * d,
где S - площадь пластины,
d - расстояние между пластинами.

Таким образом, V = 16 см^2 1 мм = 16 10^(-6) м^3 = 16 10^(-6) л = 16 10^(-3) кг.

F_A = 800 кг/м^3 9,81 м/с^2 16 * 10^(-3) кг = 12,48 Н.

Теперь найдем напряжение U, необходимое для подъема керосина до верхнего края пластины:

U = F_A / (ϵ0 ϵ S) = 12,48 Н / (8,85 10^(-12) Ф/м 2 16 10^(-4) м^2) ≈ 88 кВ.

Ответ: напряжение, необходимое для поднятия керосина до верхнего края пластины, около 88 кВ.