ответ: I₂ - I₁ = 1,25 A
Объяснение:
ученикам выдали по четыре резистора 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображенную на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2
Определите разность показаний амперметров второго и первого учеником
Поскольку сопротивление всех резисторов одинаковые то примем, что
R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R = 2 Ом
Определим сопротивление первой цепи, приняв, что при последовательном соединении сопротивлений их сопротивления равны сумме сопротивлений, а при параллельном соединении их проводимость равна сумме проводимости каждой параллельной ветви.
В первом варианте
Rвсей цепи = R + R + Rпар. = 2 + 2 + Rпар. = 4 + Rпар.
1/Rпар = 1/R + 1/R
1/Rпар = 2/R
Rпар = R/2 = 2/2 = 1 Ом
Rвсей цепи = 4 + 1 = 5 Ом
По закону Ома
I₁ = U/Rвсей цепи = 5/5 = 1 А
Во втором варианте
1/Rвсей цепи = 1/R + 1/R + 1/(R + R)
1/Rвсей цепи = 2/R + 1/(2R) = 4/(2R) + 1/(2R) = 5/(2R)
Rвсей цепи = 2R/5 = 2·2/5 = 0,8 Ом
По закону Ома
I₂ = U/Rвсей цепи = 5/0,8 = 6,25 А
Разность показаний амперметров
I₂ - I₁ = 6,25 - 5 = 1,25 А
У поверхности Земли на тело действует сила тяжести равная
F = mg = 3*10 = 30 Н
На расстоянии 2R - согласно закону всемирного тяготения
F = GmM/ R^2
сила тяжести в 4 (2^2) раза Меньше чеи на поверхности
30/4 = 7,5 Н
Внутри Земли 0.5 R чуть сложнее.
На величину силы тяжести , действующую на тело , влияние имеет только та часть массы Земли , которая расположена ближе к ее центру. Об этом нам говорит лемма Стокса ))
В центре Земли сила тяжести ноль ! )
Но плотность Земли непостоянна, чем ближе к центру, тем плотность больше ! поэтому определить точно массу части Земли , равной половине радиуса мы не сможем.
Если считать плотность Земли постоянной ( это только допущение , понятно что это не так на самом деле ! ) , то объем пропорционален Кубу радиуса - и масса центральной части Земли в 8 раз меньше общей массы Земли.
В числителе формулы закона всемирного тяготения масса в 8 раз меньше , в знаменателе 0.5^2 - итого в два раза меньше
30/2 = 15 Н --- еще раз это только оценка из предположения постоянной плотности , что на самом деле не так !
Выделяемая теплота
Q1 = P1*t = (U^2/R1)*t
Q2 = P2*t = (U^2/R2)*t
Отношение выделенных количеств теплоты
Q1/Q2 = 3,6/1,2 = 3
Q1/Q2 = ((U^2/R1)*t)/( (U^2/R2)*t) = R2/R1 = 3
отсюда
R2 = 3*R1 = 3*2 = 6 Ом