Номер 3, страница 103 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

3. Какова энергия заряженного конденсатора емкостью $5 \text{ нФ}$, если разность потенциалов между его обкладками $400 \text{ В}$? (Ответ: $400 \text{ мкДж}$

3. Дано:

Емкость конденсатора, $C = 5 \text{ нФ}$

Разность потенциалов, $U = 400 \text{ В}$

Перевод в систему СИ:

$C = 5 \text{ нФ} = 5 \cdot 10^{-9} \text{ Ф}$

Найти:

Энергия конденсатора, $W$ - ?

Решение:

Энергия $W$, запасенная в конденсаторе, вычисляется по формуле, которая связывает его емкость $C$ и разность потенциалов (напряжение) $U$ на обкладках:

$W = \frac{C U^2}{2}$

Подставим данные из условия задачи в эту формулу:

$W = \frac{5 \cdot 10^{-9} \text{ Ф} \cdot (400 \text{ В})^2}{2}$

Выполним вычисления:

$W = \frac{5 \cdot 10^{-9} \cdot (4 \cdot 10^2)^2}{2} \text{ Дж} = \frac{5 \cdot 10^{-9} \cdot 16 \cdot 10^4}{2} \text{ Дж}$

$W = \frac{80 \cdot 10^{-5}}{2} \text{ Дж} = 40 \cdot 10^{-5} \text{ Дж} = 4 \cdot 10^{-4} \text{ Дж}$

Чтобы привести ответ к виду, указанному в задаче (в микро-джоулях), воспользуемся соотношением $1 \text{ мкДж} = 10^{-6} \text{ Дж}$.

$W = 4 \cdot 10^{-4} \text{ Дж} = 400 \cdot 10^{-6} \text{ Дж} = 400 \text{ мкДж}$

Ответ: $400 \text{ мкДж}$.