Номер 1, страница 155 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Какие факты позволяют сделать вывод, что электростатическое поле обладает энергией?

Вывод о том, что электростатическое поле обладает энергией, можно сделать на основе нескольких взаимосвязанных фактов, главным из которых является способность поля совершать работу.

1. Способность поля совершать работу. Энергия — это физическая величина, характеризующая способность тела или системы совершать работу. Электростатическое поле действует на электрические заряды с определенной силой (силой Кулона). Если заряженная частица движется под действием этой силы, то поле совершает работу. Эта работа приводит к изменению энергии частицы. Например, если заряженная частица разгоняется в электрическом поле, ее кинетическая энергия $W_к = \frac{mv^2}{2}$ увеличивается. Увеличение кинетической энергии происходит за счет работы, совершенной полем. Это прямое свидетельство того, что поле обладает запасом энергии, который оно может передавать другим телам.

2. Работа по созданию поля. Чтобы создать электрическое поле, необходимо совершить работу. Рассмотрим пример зарядки конденсатора. Чтобы перенести заряд с одной пластины на другую, необходимо совершить работу против сил электрического поля, которое уже создано зарядами на пластинах. Эта работа, совершаемая внешним источником, не исчезает, а запасается в виде потенциальной энергии. Эта энергия и есть энергия электрического поля, локализованного между пластинами конденсатора. Величина этой энергии определяется формулой, например, $W = \frac{CU^2}{2}$, где $C$ — емкость конденсатора, а $U$ — напряжение между его обкладками.

3. Превращение энергии поля в другие виды энергии. Запасенную в электрическом поле энергию можно высвободить и преобразовать в другие формы. Самый наглядный пример — разрядка конденсатора. При подключении к заряженному конденсатору лампочки она вспыхивает, что означает преобразование энергии электрического поля в световую и тепловую энергию. Это явление демонстрирует, что поле было реальным носителем энергии.

Таким образом, тот факт, что электростатическое поле может совершать работу и что для его создания требуется затратить работу, которая затем запасается в поле, однозначно доказывает, что электростатическое поле обладает энергией.

Ответ: Главными фактами, доказывающими наличие энергии у электростатического поля, являются: 1) способность поля совершать работу, перемещая и ускоряя электрические заряды; 2) необходимость совершения работы для создания самого поля (например, при зарядке конденсатора); 3) возможность преобразования этой запасенной энергии поля в другие виды (тепловую, световую, механическую) при его исчезновении (например, при разрядке конденсатора).