Заряд шарика с которого забрали NN электронов:
q_1=0-N*|e|=-N|e|q
1
=0−N∗∣e∣=−N∣e∣
Заряд шарика, которому передали забранные у первого шарика электроны:
q_2=0+N*|e|=N|e|q
2
=0+N∗∣e∣=N∣e∣
за законом Кулона, модуль силы притяжения этих двух шариков после процедуры обмена электронами:
F= k*\frac{|q_1|*|q_2|}{r^2}=k *(\frac{Ne}{r} )^2F=k∗
r
2
∣q
1
∣∗∣q
2
∣
=k∗(
r
Ne
)
2
Откуда:
N=\frac{r}{e}\sqrt{\frac{F}{k}}=\frac{10*10^{-2}}{1.6*10^{-19}}* \sqrt{\frac{16*10^{-3}}{9*10^9}}N=
e
r
k
F
=
1.6∗10
−19
10∗10
−2
∗
9∗10
9
16∗10
−3
Rобщ=58 Ом
Iобщ=3.8 А
Pобщ=836 Вт.
I1=3.8А
I2=3.8А
I3=2,1А
I4=1,7А
U1=30 В
U2=38 В
U3=152 В
U4=152 В
P1=114 Вт
P2=144,4 Вт
P3=319,2 Вт
P4=258,4 Вт
Объяснение:
R1,2=R1+R2=8+10=18 Ом
R3,4=(R3*R4)/(R3+R4)=(72*90)/(72+90)=6480/162=40 Ом.
Общее сопротивление цепи
R=R1,2+R3,4=18+40=58 Ом.
Ток, потребляемый цепью
I=U/R=220/58=3.8 А
Мощность, потребляемая цепью
P=U*I=220*3.8=836 Вт.
Через резисторы R1 и R2 течёт общий ток цепи - 3,8 А.
Напряжения
U1=I*R1=3.8*8=30 В
U2=I*R2=3,8*10=38 В.
U1,2=U1+U2=38+30.4=68 В.
U3,4=I*R3,4=3.8*40=152 В.
Токи
Через R1 и R2 течёт общий ток цепи, т.е. 3,8 А.
I3=U3,4/R3=152/72=2.1 А
I4=U3,4/R4=152/90=1.7А
Мощности
P1=U1*I1=30*3.8=114 Вт
P2=U2*I2=38*3.8=144.4 Вт
P3=U3*I3=152*2.1=319.2 Вт
P4=U4*I4=152*1.7=258.4 Вт
Проверка баланса мощностей:
P=P1+P2+P4+P4=114+144.4+319.2+258.4=836 Вт, что и было найдено ранее.
Доказано.
N=A/t
A=N*t=10000 Вт*30 с=300000Дж
A=m*g*h
h=A/m*g=300000 Дж/3000 кг*10 Н/кг=10м