РЕБЯТ
Дві однакові невеликі кульки, кожна з яких має масу 0,9 г, підвішені в одній точці на шовкових нитках завдовжки 30 см кожна. Які однакові заряди необхідно передати кулькам, щоб їхні нитки утворили з вертикаллю кут 45°?
Две одинаковые небольшие шарики, каждый из которых имеет массу 0,9 г, подвешены в одной точке на шелковых нитях длиной 30 см каждая. Какие одинаковые заряды необходимо передать шарикам, чтобы их нити образовали с вертикалью угол 45 °?
Сопротивление R₁₂:
R₁₂ = R₁R₂/(R₁+R₂) = 102 · 83 : 185 ≈ 45,76 (МОм)
Общее сопротивление цепи:
R = R₁₂ + R₃ = 45,76 + 83 = 128,76 (МОм)
Общий ток в цепи:
I = I₁₂ = I₃ = U/R = 97 : (128,76 · 10⁶) ≈ 0,75·10⁻⁶ (A) = 0,75 мкА
Напряжение на R₃:
U₃ = I · R₃ = 0,75 · 10⁻⁶ · 83 · 10⁶ = 62,25 (B)
Напряжение на R₁₂:
U₁₂ = U - U₃ = 97 - 62,25 = 34,75 (В)
Ток через R₁:
I₁ = U₁₂/R₁ = 34,75 : (102 · 10⁶) ≈ 0,34 · 10⁻⁶ (A) = 0,34 мкА
Ток через R₂:
I₂ = I - I₁ = 0,75 - 0,34 = 0,41 (A) = 0,41 мкА
Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.