Мощность найдем по формуле - до нагрева проводов P1=I1*U1 -после нагрева проводов P2=I2*U2 Так как потери мощности не должно быть, значит P1=P2 В нашем случае Р1=Р2 I1*U1=I2*U2 Здесь (из данной формулы) мы видим,что силы тока и напряжения обратно пропорциональны. То есть из условия задачи мы видим, что напряжение увеличилось в 20 раза, а сила тока уменьшится в 20 раза. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током прямо пропорционально квадрату силы тока, Q=I²*R*t А это дает нам понять,что раз сила тока уменьшится в 20 раз,тогда согласно закону, потери энергии от проводов уменьшатся в 400 раз (так как сила тока в квадрате)
Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобится принцип Архимеда и равновесие системы.
Во-первых, применим принцип Архимеда для определения силы Архимеда, действующей на левый поршень. Вода в трубке оказывает на него силу Архимеда, равную весу вытесненной жидкости, которая равна объему жидкости, вытесненной левым поршнем, умноженному на плотность воды и ускорение свободного падения:
F_A = V * ρ * g
Дополнительная сила, вызванная весом воды на левом поршне, равна 1 кПа. Поскольку 1 кПа равно 1000 Н/м^2, мы можем выразить ее через давление:
F_P = P * A
где A - площадь поперечного сечения левого поршня.
Поскольку система находится в равновесии, сумма всех сил, действующих на систему, должна равняться нулю:
F_A - F_P = 0
Теперь рассмотрим разницу в высоте уровня воды между правым и левым коленами. Обозначим эту разницу за h.
Объем жидкости в левом поршне будет равен площади поперечного сечения поршня, умноженному на разницу высот уровня воды:
V = A * h
Теперь мы можем переписать уравнение равновесия с учетом силы Архимеда и давления:
A * h * ρ * g - P * A = 0
Далее, мы можем сократить площади поперечного сечения A из обеих частей уравнения:
h * ρ * g - P = 0
Теперь остается найти высоту разницы уровней h:
h = P / (ρ * g)
- до нагрева проводов
P1=I1*U1
-после нагрева проводов
P2=I2*U2
Так как потери мощности не должно быть, значит P1=P2
В нашем случае
Р1=Р2
I1*U1=I2*U2
Здесь (из данной формулы) мы видим,что силы тока и напряжения обратно пропорциональны.
То есть из условия задачи мы видим, что напряжение увеличилось в 20 раза, а сила тока уменьшится в 20 раза.
Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током прямо пропорционально квадрату силы тока,
Q=I²*R*t
А это дает нам понять,что раз сила тока уменьшится в 20 раз,тогда согласно закону, потери энергии от проводов уменьшатся в 400 раз (так как сила тока в квадрате)