Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для расчета вероятности совместного события в параллельных системах.
Вероятность того, что первая подсистема проработает безотказно, равна 0,86. Это означает, что вероятность отказа первой подсистемы за время t равна 1 - 0,86 = 0,14.
Аналогично, вероятность отказа второй подсистемы за время t равна 1 - 0,75 = 0,25.
Вероятность отказа третьей подсистемы за время t равна 1 - 0,87 = 0,13.
И, наконец, вероятность отказа четвертой подсистемы за время t равна 1 - 0,92 = 0,08.
Таким образом, вероятности отказа каждой подсистемы (не проработки безотказно) равны:
- первая подсистема: 0,14
- вторая подсистема: 0,25
- третья подсистема: 0,13
- четвертая подсистема: 0,08
Теперь нам нужно найти вероятность того, что в течение времени t система проработает безотказно. Для этого нам нужно найти вероятность противоположного события - отказ системы.
По определению, вероятность отказа системы за время t равна вероятности отказа хотя бы одной из подсистем. То есть, мы должны сложить вероятности отказа каждой подсистемы.
Вероятность отказа системы за время t = вероятность отказа первой подсистемы + вероятность отказа второй подсистемы + вероятность отказа третьей подсистемы + вероятность отказа четвертой подсистемы
Вставляя значения:
Вероятность отказа системы за время t = 0,14 + 0,25 + 0,13 + 0,08 = 0,60
Таким образом, вероятность того, что система проработает безотказно за время t, равна 1 - вероятность отказа системы за время t = 1 - 0,60 = 0,40
Сила поверхностного натяжения возникает из-за взаимодействия молекул жидкости между собой. Молекулы на поверхности жидкости испытывают силы притяжения только со стороны внутренних соседних молекул, а молекулы внутри жидкости испытывают силы притяжения со всех сторон. Это приводит к тому, что на поверхности жидкости молекулы оказываются в неуравновешенном состоянии и заводят соседние молекулы под себя, создавая силу поверхностного натяжения.
Сила поверхностного натяжения определяется величиной коэффициента поверхностного натяжения. Коэффициент поверхностного натяжения является мерой силы, с которой молекулы жидкости притягиваются друг к другу на единичной длине вдоль поверхности. Сила поверхностного натяжения действует по всей длине поверхности жидкости и стремится сделать ее минимальной, что объясняет сферическую форму падающей капли.
Величина поверхностной энергии жидкости зависит от площади ее поверхности и коэффициента поверхностного натяжения. Чем больше площадь поверхности и коэффициент поверхностного натяжения, тем больше поверхностная энергия жидкости.
Поверхностно-активные вещества, такие как мыло или моющие средства, содержат в своей структуре молекулы, одна часть которых может быть липофильной (притягивающейся к жиру) и другая гидрофильной (притягивающейся к воде). Физическая причина их активности заключается в том, что они способны уменьшить силу поверхностного натяжения и образовывать пенообразующиеся структуры.
Метод отрыва капель основан на соотношении между объемом жидкости, который образует каплю, и ее площадью поверхности. Объем капли можно определить, взяв самую маленькую каплю жидкости, которая может висеть или отрываться от ее колбы, и измерив его массу. Затем, используя формулу для объема сферы, можно вычислить радиус капли и площадь ее поверхности.
Достоинствами метода отрыва капель являются его простота, доступность и возможность измерять параметры поверхностного натяжения практически любых жидкостей. Однако недостатками этого метода являются его относительная грубость и необходимость допущений и упрощений при вычислениях.
Для повышения точности метода отрыва капель необходимо проводить серию измерений и усреднять результаты. Также важно обеспечивать чистоту и однородность испытуемой жидкости, чтобы избежать влияния посторонних веществ на результаты измерений.
Капиллярные явления тесно связаны с поверхностным натяжением. Высота поднятия смачивающей жидкости в капилляре зависит от радиуса капилляра, поверхностного натяжения жидкости и угла смачивания жидкости на стенках капилляра.
Основная погрешность данного метода измерения связана с несовершенством условий эксперимента (например, неровности поверхности капли) и воздействием на измеряемое значение других сил, таких как гравитационная сила или сила атмосферного давления.
Сферическая форма капли в состоянии свободного падения объясняется равномерным действием сил поверхностного натяжения во всех направлениях. Это обеспечивает минимальную площадь поверхности капли и, следовательно, минимальную поверхностную энергию.
A=F*S
N=A/t
t=A/N
t=F*S/N
t=150*48/3=50*48=2400