Примем
R1=20 Ом - сопротивление первого резистора
R2=30 Ом - сопротивление второго резистора
R3=10 Ом - сопротивление третьего резистора
U1=20В - падение напряжения на первом резисторе (то что показывает вольтметр)
U2, В - падение напряжения на втором резисторе
тогда
При последовательном соединений 2-х сопротивлений (резисторов):
Uобщ=U1+U2- напряжение источника пиитания
I1=I2=U1/R1=U2/R2
I=20/20 = 1A
тогда
U2=I2*R2=1 * 30 =30 В
Uобщ=U1+U2=20+30=50В
Если к резистору R2 подключить параллельно R3, то их эквивалентное сопротивление будет:
R(2-3)=(R2*R3)/(R2+R3)=(30*10)/(30+10)=7.5 Ом
тогда
I=Uобщ/(R1+R(2-3))=50/(20+7,5)=1.82А
Тогда падение напряжения (покажет вольтметр) на R1 будет:
U1=I*R1=1.82*20=36.36 В
При движении тележки нить отклоняется, потому, что действующие на груз сила тяжести mg и сила натяжения нити T ориентируются так, что их равнодействующая обеспечивает грузу ускорение, равное ускорению тележки.
Спроецируем это уравнение на оси координат.
На ось OХ: ma= Tsinα. (1)
На ось OY: mg = Tcosα. (2)
Разделим обе части друг на друга: a/g = sinα/cosα = tgα. (3)
Отсюда находим угол отклонения груза:
α = arc tg (a/g) = arc tg (2/10) = arc tg(1/5) = 0,1974 радиан или
11,31 градуса.
Из уравнения (3) a = g*tgα.
Уравнения (1) и (2) возведём в квадрат.
m²a²= T²sin²α.
m²g² = T²cos²α. Сложим их.
m²(a² + g²) = T²(sin²α + cos²α) = T².
Отсюда Т= m√(a²+ g²). Заменим a = g*tgα.
Т= m√(g²*tg²α+ g²) = mg√(1 + tg²α). Подставим известные значения.
Т = 1*10*√(1 + (1/5)²) = 10√26/5 = 2√26 ≈ 10,198 Н.