В самом начале карьеры экспериментатора Глюк увлекался разработкой новых устройств. Одним из них был конденсатор довольно необычной конструкции. На двух поверхностях прямоугольной стеклянной пластинки толщиной $h = 0{,}5~мм$ было нанесено металлическое покрытие (П), игравшее роль обкладок конденсатора. При этом одна сторона пластинки была покрыта металлом полностью, вторая лишь частично (рис. 1). На свободный от покрытия участок помещалась маленькая капелька проводящей жидкости (К), полностью несмачивающей стекло. Подсоединённый к обкладке с жидкостью проводник раздваивался так, что одна его часть была подсоединена к участку с покрытием, второй конец был погружен в каплю жидкости.

В одном из экспериментов конденсатор Глюка подключался последовательно с другим конденсатором постоянной ёмкости (опорным) к регулируемому источнику напряжения. Напряжение источника плавно увеличивалось от нулевого значения, при этом исследовалась зависимость напряжения на опорном конденсаторе $U_C$ от напряжения источника $U$. График зависимости состоял из двух линейных участков (рис. 2), при этом напряжение на опорном конденсаторе в точке излома составляло треть от напряжения источника $U_1$, соответствующего этой точке.

1 Чему равнялось напряжение на опорном конденсаторе при напряжении источника $U = 2U_1$?

2 Определите коэффициент поверхностного натяжения использованной Глюком жидкости, если $U_1 = 5{,}9~кВ$.

Диэлектрическая проницаемость стекла $\varepsilon = 7$. Толщина стеклянной пластинки мала по сравнению с её размерами. Коэффициенты поверхностного натяжения жидкости на границе с воздухом и со стеклом одинаковы. Влиянием силы тяжести можно пренебречь.