Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то происходит поляризация диэлектрика. при этом процессе молекулы диэлектрика ориентируются по внешнему электрическому полю. на противоположных поверхностях диполя появляются связанные заряды. это приводит к тому, что в диэлектриках возникает свое электрическое поле, направленное против внешнего, и в сумме поле внутри диэлектрика будет меньше внешнего. диэлектрическая проницаемость, о которой мы говорили раньше, характеризует способность диэлектрика к ослаблению внешнего поля. внесём полярный диэлектрик в электростатическое поле и посмотрим, что при этом произойдёт. в полярных диэлектриках поляризация происходит в результате переориентации диполей. когда нет внешнего поля, диполи сориентированы хаотично и суммарное поле внутри вещества равно нулю. во внешнем поле под действием кулоновских сил происходит поворот диполей. воздействие внешнего электрического поля испытывают все молекулы диэлектрика. это приводит к тому, что в диэлектрике возникает собственное электрическое поле. электрическое поле внутри диэлектриков будет ослаблено по сравнению с внешним полем е. наряду с ориентирующим действием кулоновских сил, дипольные молекулы находятся под влиянием теплового движения. тепловое движение стремится нарушить ориентацию диполей. когда неполярный диэлектрик помещают во внешнее электрическое поле, происходит перераспределение зарядов внутри молекул таким образом, что в целом в диэлектрике появляется собственное поле. в отличие от полярных диэлектриков, здесь нет влияния теплового движения на процесс поляризации.
Пробка, получается, находится внизу, сбоку (в стенке сосуда). На пробку керосин давит снизу, сбоку и сверху. Надо выразить среднее давление на неё, а потом уже и силу. Среднее гидростатическое давление получается из среднего арифметического давления верхней границы и давления нижней. Получается, что сверху на пробку давление равно:
р1 = ρgh1
А снизу оно равно:
р2 = ρgh2
Высота h2 складывается из высоты h1 и высоты пробки h'. Найдём её из площади сечения пробки. Возьмём квадратную форму сечения вместо круглой - так удобнее считать, к тому же сторона квадрата будет не слишком сильно отличаться от диаметра круга при условии, что они одной и той же площади.
Дано:
s = 16 см² = 16*10^(-4) = м²
h1 = 364 мм = 0,364 м
ρ = 800 кг/м3
g = 9,8 H/кг
F - ?
Пробка, получается, находится внизу, сбоку (в стенке сосуда). На пробку керосин давит снизу, сбоку и сверху. Надо выразить среднее давление на неё, а потом уже и силу. Среднее гидростатическое давление получается из среднего арифметического давления верхней границы и давления нижней. Получается, что сверху на пробку давление равно:
р1 = ρgh1
А снизу оно равно:
р2 = ρgh2
Высота h2 складывается из высоты h1 и высоты пробки h'. Найдём её из площади сечения пробки. Возьмём квадратную форму сечения вместо круглой - так удобнее считать, к тому же сторона квадрата будет не слишком сильно отличаться от диаметра круга при условии, что они одной и той же площади.
s(квадрата) = h'² =>
=> h' = √s
Выходит, что:
p2 = ρgh2 = ρg(h1 + h')
Тогда среднее давление на пробку:
р(ср.) = (р1 + р2)/2 = (ρgh1 + ρgh2)/2 = ρg(h1 + h2)/2 = ρg(h1 + h1 + h')/2 = ρg(2h1 + √s)/2
Теперь выражаем силу давления из формулы давления и находим значение:
p = F/s => F = p*s = ρg(2h1 + √s)/2 * s = ρgs(2h1 + √s)/2 = (800*9,8*16*10^(-4)*(2*0,364 + √(16*10^(-4/2 = (800*9,8*16*10^(-4)*(0,728 + 4*10^(-2)))/2 = (800*9,8*0,0016*(0,728 + 0,04))/2 = (800*9,8*0,0016*0,768)/2 = 400*9,8*0,0016*0,768 = 4,816... = 4,8 H
ответ: 4,8 Н.