1. Узнать силу всемирного тяготения, действующую между шарами.
2. Узнать кулоновскую силу отталкивания между шарами.
3. Сравнить эти две силы и найти массы шаров.
1. Расчет силы всемирного тяготения:
Сила всемирного тяготения между двумя объектами можно выразить при помощи закона всемирного тяготения Ньютона:
F = G * (m1 * m2) / r^2,
где F - сила всемирного тяготения, G - гравитационная постоянная (6,67 ∙ 10^-11 Н * (м/кг)^2), m1 и m2 - массы двух объектов, r - расстояние между объектами.
В данном случае мы знаем две величины зарядов шаров, но нам необходимо найти их массы, поэтому мы можем использовать эту закономерность:
F = G * (m1 * m2) / r^2
F = k * q1 * q2 / r^2,
где k - кулоновская постоянная (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шаров.
2. Расчет кулоновской силы отталкивания:
Сила отталкивания между двумя заряженными объектами также выражается при помощи закона Кулона:
F = k * (q1 * q2) / r^2.
Так как в условии сказано, что сила всемирного тяготения уравновешивается кулоновской силой отталкивания, то значение этих сил должны быть одинаковыми:
k * (q1 * q2) / r^2 = G * (m1 * m2) / r^2.
3. Нахождение массы шаров:
Теперь нам необходимо решить данное уравнение относительно масс:
m1 * m2 = (k * (q1 * q2)) / G.
Данное уравнение позволяет нам найти значение произведения масс между двумя шарами. Однако, нам потребуется больше информации, чтобы решить его полностью. В условии задачи нет дополнительной информации о массе одного из шаров или известных масс, чтобы определить реальные значения масс шаров.
Таким образом, мы можем определить только относительные массы шаров, то есть отношение одной массы к другой:
m1 / m2 = ((k * (q1 * q2)) / G) / m2,
или
m2 / m1 = G / ((k * (q1 * q2)) / G).
Получив это отношение, мы можем найти, например, массу второго шара, если известна масса первого шара, или наоборот.
Но, чтобы решить задачу более конкретно и точно, необходимо знать больше информации о массе хотя бы одного из шаров или другие параметры задачи.
А) Чтобы вычислить текущую мощность, нам необходимо знать формулу для расчета мощности. Мощность (P) равна произведению силы тока (I) на напряжение (U), то есть P = I * U.
Мы знаем, что ток (I) составляет 2 А, но нам нужно узнать напряжение (U). Для этого мы можем использовать закон Ома, который гласит, что напряжение (U) равно произведению сопротивления (R) на ток (I), то есть U = R * I.
Мы также знаем, что сопротивление проводника снизилось с 10 Ом до 5 Ом за 3 минуты. Это означает, что сопротивление меняется на -5 Ом за 3 минуты.
Теперь мы можем начать решать задачу:
1. Найдем изменение напряжения (ΔU) с помощью закона Ома:
ΔU = R * I = (5 Ом - 10 Ом) * 2 А = -10 В.
2. Текущее напряжение (U) будет равно начальному напряжению (U₀) плюс изменение напряжения (ΔU):
U = U₀ + ΔU = 10 В + (-10 В) = 0 В.
3. Теперь мы можем найти текущую мощность (P) с использованием найденного текущего напряжения (U) и известного тока (I):
P = I * U = 2 А * 0 В = 0 Вт.
Таким образом, текущая мощность равна 0 Вт.
Б) Чтобы рассчитать работу кондуктора (W), мы можем использовать формулу: W = P * t, где P - мощность, а t - время.
Мы уже рассчитали, что текущая мощность равна 0 Вт. Нам также известно, что изменение сопротивления происходило за 3 минуты, то есть t = 3 мин = 3 * 60 с = 180 с.
Угол падения α=90-30=60°
Угол отражения β=α=60°