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コンデンサについての問題
一辺の長さがＬの正方形平板２枚で、厚さｌ、誘電率εの誘電体を挟んでコンデンサを作った。 (1)コンデンサの電荷Ｑを一定に保つとき、平板を平行にｄｘずらすのに要する力は？ (2)電気力線に垂直な方向に働く圧力Ｐ（Ｎ／m2）は？ ご回答よろしくお願いします！
- alecthonder
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小文字の l (エル)と数字の 1 (一)が区別がつきにくいので、厚さを t とします。 (1) 平板の変位を x とすると、コンデンサの容量・静電エネルギー C, E は C = εL(L - x) / t E = Q^2 / (2C) = Q^2 t / (2εL(L - x)) したがって、平板をずらすのに要する力 F は F = -dE/dx = Q^2 t / (2εL(L - x)^2) x = 0 を代入して求める力 F0 は F0 = Q^2 t / (2εL^3) です。 (2) 電気力線は平板に垂直なので、電気力線に垂直な方向というのは平板に平行なすべての方向ということになります。つまり、これだけでは方向が特定されないことになりますが、おそらく、(1)の力と平行な方向を指しているのだと思います。この場合は、 P = F0 / (tL) = Q^2 / (2εL^4) です。
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