Велосипедист на соревнованиях равноускоренно двигался по горной дороге. Спидометр со встроенным хронометром показал следующие данные, которые представлены в таблице. В верхнем ряду таблицы указаны измерения времени t, а в нижнем ряду — измерения скорости v в зависимости от времени. t,с
2
4
6
8
10
12
v, мс
3,2
6,4
9,6
12,8
16
19,2
Общая масса велосипедиста и велосипеда равна 100 кг.
Чему равно ускорение движения велосипедиста? a =
мс2 (округли до десятых).
Чему равна результирующая сила, действующая на велосипед? Fрез =
Н (если необходимо, результат округли до десятых).
Общее сопротивление вычисляется по закону Ома:
R = U / I = 120 / 1,6 = 75 (Ом)
Формулу общего сопротивления для параллельного соединения
R = R1 * R2 / (R1 + R2)
можно преобразовать:
R2 = R1 * R / (R1 - R)
R2 = 100 * 75 / (100 - 75) = 300 (Ом)
Зная сопротивления каждого проводника и напряжение, можно найти силу тока на каждом:
U = U1 = U2 (т.к. параллельное соединение)
I1 = U / R1
I1 = 120 / 100 = 1,2 (A)
I2 = U / R2
I2 = 120 / 300 = 0,4 (A)
ответ: 75 Ом; 300 Ом; 1,2 А; 0,4 А.
(R - газовая постоянная, T - абсолютная температура, mu - молярная масса. Подставив R = 8, T = 300, mu = 29 * 10^(-3) (всё в обычных единицах СИ), получаем около 288 м/с; округляя - получаем ответ порядка 300 м/с. Формула неточная - еще должен быть какой-то множитель, например, для среднеквадратичной скорости этот множитель корень из 3 - и ответ получится еще больше, порядка 500 м/с.
Однако скорость хаотического движения не очень показательна. Нельзя думать, что определённая молекула пролетит из одного конца 5-метровой комнаты до другого всего за 0,01 с. Во время своего теплового движения молекула много раз столкнётся с другими молекулами, будет менять направление своей скорости, поэтому пролетит это расстояние не так быстро.