Для решения этой задачи нам понадобятся знания о понятии импульса и его двух компонентах - модуле и проекции на ось импульса.
Импульс тележки - это величина, которая определяется умножением ее массы на ее скорость. Масса тележки обозначена буквой "m" и равна 10кг, а скорость - буквой "v" и равна 2м/с. Следовательно, импульс тележки равен произведению массы на скорость:
p = m * v
p = 10кг * 2м/с
p = 20кг*м/с.
Модуль импульса тележки - это абсолютная величина импульса, то есть его значение без знака. В данном случае модуль импульса тележки равен 20кг*м/с.
Ось импульса - это прямая линия, на которую проецируется вектор импульса. Ось импульса может быть произвольной, поэтому в данной задаче предполагается, что она горизонтальная, параллельная поверхности.
Проекция на ось импульса - это составляющая величины импульса, направленная вдоль оси импульса. Для нахождения проекции на ось импульса тележки, нужно умножить модуль импульса на косинус угла между вектором импульса и осью импульса. Косинус этого угла можно представить как отношение проекции вектора импульса на ось импульса к его модулю:
проекция = модуль * косинус угла.
Поскольку векторы импульса тележек направлены горизонтально и все тележки одинаковой массы, углы между векторами импульса и осью импульса равны 0 градусов, и все косинусы углов равны 1.
Таким образом, проекция на ось импульса каждой тележки равна модулю ее импульса. В данном случае проекция на ось импульса каждой тележки равна 20кг*м/с.
Поэтому модуль и проекция на ось импульса каждой тележки равны 20кг*м/с.
Для решения этой задачи, нам нужно использовать соотношение скоростей молекул газов при заданных температурах и использовать формулу для расчета среднеквадратичной скорости молекул.
Среднеквадратичная скорость молекул газа можно вычислить с использованием формулы:
v = √(3kT/m),
где v - среднеквадратичная скорость, k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^-23 J/K), T - температура в Кельвинах и m - масса молекулы газа.
Для гелия масса молекулы равна примерно 4 * 10^-3 кг/моль, а для водорода - 2 * 10^-3 кг/моль.
Давайте найдем среднеквадратичную скорость молекул водорода при температуре 200 K.
найдем общее сопротивление R =R1*N=40*18=720 Ом
найдем общий ток I = U/R=220/720=0,306 А
U1 =U/n=220/18=12,22 В