Номер 9, страница 429 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.

Тип: Учебник

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2011 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами

ISBN: 978-5-09-091742-1

Популярные ГДЗ в 10 классе

Вопросы. Параграф 76. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 9, страница 429.

№9 (с. 429)
Условие. №9 (с. 429)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 429, номер 9, Условие

9. Что называют средней объёмной плотностью энергии электрического поля? По какой формуле её можно вычислить?

Решение. №9 (с. 429)

Средней объёмной плотностью энергии электрического поля называют физическую величину, равную усреднённой за период колебаний энергии переменного электрического поля, приходящейся на единицу объёма. Иными словами, это среднее по времени значение энергии, запасённой в единице объёма пространства, где существует электрическое поле.

Мгновенное значение объёмной плотности энергии электрического поля $w_E$ в среде с диэлектрической проницаемостью $\epsilon$ определяется формулой:
$w_E = \frac{\epsilon_0 \epsilon E^2}{2}$
где $E$ — мгновенное значение напряжённости электрического поля, $\epsilon_0$ — электрическая постоянная ($ \approx 8.85 \cdot 10^{-12} $ Ф/м).

Для переменного электрического поля, в котором напряжённость изменяется по гармоническому закону (например, в электромагнитной волне $E = E_m \cos(\omega t)$), мгновенная плотность энергии также является периодической функцией времени: $w_E(t) = \frac{\epsilon_0 \epsilon E_m^2}{2} \cos^2(\omega t)$.

Средняя объёмная плотность энергии $\langle w_E \rangle$ вычисляется путём усреднения мгновенного значения за один период колебаний. Учитывая, что среднее значение функции $\cos^2(\omega t)$ (или $\sin^2(\omega t)$) за период равно $1/2$, формула для расчёта средней объёмной плотности энергии электрического поля принимает вид:
$\langle w_E \rangle = \frac{\epsilon_0 \epsilon E_m^2}{4}$
где $E_m$ — амплитудное значение напряжённости электрического поля.

Также эту величину можно выразить через действующее (среднеквадратичное) значение напряжённости $E_{действ} = \frac{E_m}{\sqrt{2}}$:
$\langle w_E \rangle = \frac{\epsilon_0 \epsilon E_{действ}^2}{2}$
Эта формула по форме совпадает с выражением для плотности энергии постоянного электрического поля, но вместо постоянного значения напряженности в ней используется его действующее значение.

Ответ: Средняя объёмная плотность энергии электрического поля — это усреднённая по времени за период колебаний энергия электрического поля в единице объёма. Её можно вычислить по формуле $\langle w_E \rangle = \frac{\epsilon_0 \epsilon E_m^2}{4}$ или, что эквивалентно, $\langle w_E \rangle = \frac{\epsilon_0 \epsilon E_{действ}^2}{2}$, где $E_m$ и $E_{действ}$ — амплитудное и действующее значения напряжённости электрического поля, $\epsilon_0$ — электрическая постоянная, а $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 9 расположенного на странице 429 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №9 (с. 429), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.