Решение задачи по физике

Используем формулу для нахождения напряженности электрического поля внутри сферического конденсатора:

E = k * Q / (r^2),

где E - напряженность электрического поля, k - электрическая постоянная (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), Q - заряд конденсатора, r - расстояние от центра сферы до точки.

Мы знаем значение напряженности электрического поля на расстоянии 5 см, которое равно 44,5 кВ/м.

44,5 * 10^3 = (8.99 * 10^9) * Q / (0,05)^2,

Преобразуем эту формулу и найдем значение заряда конденсатора:

Q = (E * r^2) / k
= (44,5 * 10^3) * (0,05)^2 / (8.99 * 10^9)
≈ 1,39 * 10^-9 Кл.

Разность потенциалов между сферическими поверхностями конденсатора задается формулой:

U = Q / C,

где U - разность потенциалов, C - емкость конденсатора.

Емкость конденсатора сферической формы определяется формулой:

С = (4π * ε₀) / (1 / a - 1 / b),

где ε₀ - электрическая постоянная (8.854 * 10^-12 Ф/м), a - радиус внутренней сферы, b - радиус внешней сферы.

Подставим извесные значения:

C = (4π * 8.854 * 10^-12) / (1 / 0,02 - 1 / 0,08)
= 4π * 8.854 * 10^-12 / (0,07)
≈ 5,012 * 10^-10 Ф.

Подставим значения в формулу для разности потенциалов:

U = 1,39 * 10^-9 Кл / 5,012 * 10^-10 Ф
≈ 2,775 В.

Таким образом, разность потенциалов между сферическими поверхностями конденсатора составляет примерно 2,775 В.