2015년 3회 11번 / 2015년 2회 16번

[리자몽]

2015년 3회 11번

Q[C]의 전하를 가진 반지름 a[m]의 도체구를 유전율 e[F/m]의 기름탱크로부터 공기중으로 빼내는데 요하는 에너지는 몇 [J]인가? 라는 문제입니다

여기서 저는 W = F x d 라고 생각하여 Q^2 / 4파이 x e x a 라고 생각하였는데

문제 해설에서는 cv^2 / 2에서 공식을 유도하여 에너지 W 의 식이 Q^2 / 2 x 4파이 x e x a 라고 되어있습니다.

왜 W=F x d  식을 쓰면 안되는지 궁금합니다.

2015년 2회 16번

비유전율이 10인 유전체를 5[V/m] 인 전계내에 놓으면 유전체의 표면 전하밀도는 몇 [C/m^2]인가?

(단 유전체의 표면과 전계는 직각이다)

이 문제에서 저는 표면전하밀도 = D = eE라고 생각하였는데

P=e0(es-1)E 공식을 사용하여 풀이가 되어있습니다.

왜 제가 생각한대로 풀면 안되나요?

[수달@]

11번 - 기름탱크에서 공기 중으로 꺼내는데 필요한 에너지는 공기중에 있을 때의 에너지와 기름중에 있을 때의 저장에너지의 차로 구할 수 있습니다.

에너지는 아래 두개로 분류될 수 있고, 해당문제는 2)번에 해당됩니다.
1) W=QV : Q 전하가 V 전위차나는 두 점을 이동했을 때 한 일
2) W=1/2*QV : 축적되는 저장에너지

따라서, W=F×r공식을 사용하여도 답은 같으나, 2로 나누어주셔야 합니다.

[수달@]

16번 - 전계내에 진공이아닌 유전체가 있으면 분극이 발생합니다.

따라서 교재와 같이 풀이해주셔야 합니다.