Практическая задача по физике: измерить оставшийся заряд на одной обкладке конденсатора другим конденсатором.

Question

Имем первоначальный конденсатор с емкостью С1 с диэлектриком между обкладками с зазором d1 заряженный источником постоянного напряжения U1 и отключенный от него в последствии. Конденсатор С1 полностью окружен тем же диэлектриком, что и между обкладками у него. Но с внешней стороны слой диэлектрика d2 намного больше/толще.
У конденсатора С1 убрали одну из обкладок (+ или -) и поместили оставшуюся конструкцию в боле крупный конденсатор С2, в котором одна из обкладок встала на место ране удаленной С1, а вторая обхватила всю первоначальную конструкцию С1 с внешней стороны. В итоге получился трехслойный пирожок из внешнего С2 и оставшейся одной обкладкой С1 внутри С2. Причем одна из обкладок находится ближе к ставшейся от С1 на расстоянии d1? а вторая обкладка С2 на расстоянии d2 с другой стороны.
На С2 прикладываем напряжение U2. Оставшаяся обкладка С1 никуда не подключена и остается полностью изолирована внутри диэлектрика между обкладками С2. Нужно рассчитать какая сила притяжения / отталкивания будет действовать на обкладку конденсатора С2, которая расположена ближе к оставшейся обкладке С1.
Площади обкладок S1 и S2:
а) равны
б) S2 намного больше S1 (пусть в 10 раз)
в) одна из обкладок С2, которая радом с S1, по площади равна S1, а вторая намного больше S1 (в 100 раз) .
S1 и S2 центрированы относительно одной оси.
Обкладки C1 и C2 параллельны.
Недостающие данные типа эпсилон диэлектрика и др. сами добавьте. Заряд не известен.

Answer 1

Существует два решения, правильное опытом и неправильное - академическим способом формулами. Так как от Вас требуют академическое решение, то решение является неправильным, но Вас убеждают что именно это решение единственно верное.