קבל לוחות שקיבולו C_1 מורכב משני לוחות מוליכים אופקיים דקים זהים, שהמרחק ביניהם d=15mm. בין הלוחות שורר ריק (ε_r=1). בניסוי ראשון, הקבל מחובר למקור מתח V. במצב זה המטען על הלוח התחתון הוא Q=-1.3nC. במרחב בין הלוחות נמצאות שתי נקודות M ו-N, כמתואר בתרשים 1. המרחק האנכי בין הנקודות הוא 6 mm. נתון כי הערך המוחלט של הפרש הפוטנציאלים בין הנקודות הוא 88V.

(1) חשבו את הקיבול C_1 . (2) חשבו את השטח של כל אחד מן הלוחות.

חלקיק טעון נמצא בסמוך ללוח התחתון. מקנים לחלקיק מהירות אנכית v_0, והוא נע לעבר הלוח העליון. נתון: מטען החלקיק q=+3.2·10^-19 C, מסת החלקיק m=6.64·10^-27 kg.

סעיף ב. חשבו מהי המהירות v_0 המינימלית שבעבורה יגיע החלקיק ללוח העליון.

קבעו אם המהירות המינימלית שחישבתם בסעיף ב תגדל, תקטן או לא תשתנה בכל אחד משני המקרים (1)-(2) שלפניכם. נמקו את קביעותיכם.

סעיף ג. (1) מקרבים את לוחות הקבל זה לזה כשהקבל מחובר למקור המתח. (2) מנתקים את הקבל ממקור המתח ולאחר מכן מקרבים את לוחות הקבל זה לזה.

בניסוי שני חיברו לקבל הנתון קבל נוסף C_2, שהמרחק בין לוחותיו גם הוא d, אך שטח הלוחות שלו קטן פי 2 משטח לוחות הקבל C_1. גם בין לוחות הקבל C_2 שורר ריק. – בפעם הראשונה חיברו את הקבלים בטור (ראו תרשים 2א). – בפעם השנייה חיברו את הקבלים במקביל (ראו תרשים 2ב). בכל פעם הקבלים חוברו למקור המתח V שבניסוי הראשון, כשהם אינם טעונים.

סעיף ד. מצאו את גודל המטען על הקבל C_1 בכל אחד מאופני החיבור.

במערכת הקבלים המחוברים זה לזה במקביל (תרשים 2ב), מנתקים את מקור המתח (ראו תרשים 3).

סעיף ה. קבעו אם גודל המטען Q על הקבל C_1 גדל, קטן או לא השתנה. הסבירו את קביעתכם.