Jaka jest pojemność elektryczna kropli powstałej przez połączenie dwóch kropli rtęci o promieniu R = 2mm?

Odpowiedź :

Odpowiedź:

Około 0,3 pF

Wyjaśnienie:

Pojemność kuli można obliczyć ze wzoru:

[tex]C = 4 \pi \epsilon_0 R\\[/tex]

Problem jest tylko z obliczeniem promienia kuli powstałej z połączenia, oznaczę ten promień [tex]R_x\\[/tex]. Przy połączeniu objętość nowej kuli jest równa podwojonej objętości jednej z małych kulek. Wykorzystuję wzór na objętość kuli:

[tex]2 \cdot \frac{4}{3} \pi R^3 = \frac{4}{3} \pi R_x^3\\[/tex]

Po przekształceniu mamy:

[tex]R_x = \sqrt[3]{2} R \approx 2,52 mm\\[/tex]

Po podstawieniu do wzoru mamy wynik (wartość [tex]\epsilon_0[/tex] z tablic):

[tex]C = 4 \pi \cdot 8,85 \cdot 10^{-12}\frac{F}{m} \cdot 2,52 \cdot 10^{-3} m \approx 285 \cdot 10^{-15} F \approx 0,3 pF\\[/tex]