Решение. Заряд одной пластины конденсатора -q1, находится в поле действия другой пластины +q2 (рис). На первый заряд действует сила которая определяется по формуле:\[ F=q\cdot E\ \ \ (1). \]
Где: Е – напряженность поля создаваемое зарядом одной из пластин.\[ E=\frac{\sigma }{2\cdot {{\varepsilon }_{0}}}=\frac{q}{2\cdot {{\varepsilon }_{0}}\cdot S}\ \ \ (2), \]
где: σ – поверхностная плотность одной из пластин, ε0 = 8,854∙10-12 Ф/м – электрическая постоянная.
Подставим (2) в (1) найдем F:\[ F=\frac{{{q}^{2}}}{2\cdot {{\varepsilon }_{0}}\cdot S}, \]
F = 9,4∙10-3 Н.
Запишем формулу для вычисления объемной плотности энергии поля конденсатора:\[ \omega =\frac{\varepsilon \cdot {{\varepsilon }_{0}}\cdot {{E}^{2}}}{2}\ \ \ (3).\ \]
Подставим (2) в (3):\[ \omega =\frac{\varepsilon \cdot {{q}^{2}}}{4\cdot {{\varepsilon }_{0}}\cdot {{S}^{2}}}, \]
ε = 1, диэлектрическая проницаемость воздуха.
ω = 0,3 Дж/м3.
Ответ: 9,4∙10-3 Н, 0,3 Дж/м3.