Общее сопротивление в цепи:
R₁ + R₂ + R₃₄ = U/I
Мощность всей цепи:
P = U*I = P₁ + P₂ + P₃ + P₄ = 15 + 20 + 10,8 + 7,2 = 53 (Вт)
Общий ток в цепи:
I = I₁ = I₂ = P/U = 53 : 106 = 0,5 (A)
Сопротивления:
R₁ = U₁/I = P₁/I² = 15 : 0,25 = 60 (Ом)
R₂ = U₂/I = P₂/I² = 20 : 0,25 = 80 (Ом)
R₃₄ = U₃₄/I = P₃₄/I² = 18 : 0,25 = 72 (Ом)
Напряжения:
U₁ = R₁*I = 60*0,5 = 30 (B)
U₂ = R₂*I = 80*0,5 = 40 (B)
U₃₄ = R₃₄*I = 72*0,5 = 36 (B)
Токи I₃ и I₄:
I₃ = P₃/U₃₄ = 10,8 : 36 = 0,3 (A)
I₄ = P₄/U₃₄ = 7,2 : 36 = 0,2 (A)
Сопротивления R₃ и R₄:
R₃ = U₃₄/I₃ = 36 : 0,3 = 120 (Ом)
R₄ = U₃₄/I₄ = 36 : 0,2 = 180 (Ом)
При движении автомобиля увеличивается сила сопротивления за счет сопротивления воздуха. Создается избыточное давления воздуха на плакат Δp.
За t = 1 с на плакат набегает объем воздуха V = L * S, где L = v * t => V = v * t * S
S = 2 м², L - длина столба воздуха
F₀ * Δt = m₀ * (v - (-v)) закон сохранения импульса для одной молекулы при ударе о плакат (F₀ - сила удара одной молекулы воздуха, m₀ - масса одной молекулы, удар считаем абсолютно упругим)
F₀ * N *Δt = 2 * m₀ * v * N - суммарный удар N молекул за 1 с, N - число молекул в слое V = v * t * S
F₀ * N = Fc - сила сопротивления воздуха
Fc * Δt = 2*m₀ * v * N, m₀ = m / N, m - масса газа в объеме V
Fc = 2 * m *v* N / (N *Δt) = 2 * m * v / Δt
Fc = 2 * ρ * V * v / Δt = 2 * ρ * v * t * S * v / Δt, t и Δt можно сократить
Fc = 2 * ρ * S * v²
Fc = Fтяги - при равномерном движении
P = Fтяги * v - мощность двигателя
Q/t = q * Vт - секундный расход топлива, Vт - секундный объем сгорающего топлива
2 * ρ * S * v² * v = q * Vт => Vт = 2 * ρ * S * v³ / q
Vт = 2 * 1,29 кг/м³ * 2 м² * (15 м/с)³ / 33*10⁶ Дж/л ≈ 5,28*10⁻⁴ л/с
T = Δr / v - время прохождения пути Δr = 100 км
T = 10⁵ м / 15 м/с = 6,67*10³ с
Vт * T - дополнительный расход топлива на 100 км
Vт * T = 5,28*10⁻⁴ л/с * 6,67*10³ с ≈ 3,5 л - дополнительный расход топлива на 100 км пути
Vo = 30м/с
t = 5с
S-?
S = Vot - gt^2/2
S = 30*5 - 10*5^2/2
S = 25
ответ: 25м