Задача по физике (волны, колебания). Условия на фото

1) когда шар натянул причальный трос, спустя некоторое время система пришла в состояние покоя и силы, действующие на шар, скомпенсировались

пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)

запишем первый закон Ньютона:

Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения

в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:

Fa - mg - F = 0

2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):

Fa - mg = 0

пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.

составим систему уравнений:

p(в) g V = F + mg

p'(в) g V = mg

вычитаем из первого уравнения второе

gV (p(в) - p'(в)) = F

F = p(в) g V / 2.

3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):

P V = m R T / M

делим на объем обе части

P = p R T / M => p = P M / R T.

молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль

F = P M g V / 2 R T

F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,

F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН

ответ: R0=0,4 Ом.

Объяснение:

Так как вольтметр теоретически имеет бесконечно большое сопротивление, ток через него не проходит. Поэтому ток в цепи i=E/(R+R0). Так как по условию ток через нагрузку - различный, то её сопротивление R при постоянной ЭДС источника должно изменяться. Пусть R1 - сопротивление нагрузки при токе i1=5 А, а R2 - при токе i2=10 А. Показание вольтметра U=i*R, откуда для первого случая имеем R1=U1/i1=48/5=9,6 Ом, а для второго случая R2=U2/i2=46/10=4,6 Ом. И так как i1=E/(R0+R1), а i2=E/(R0+R2), то, разделив второе выражение на первое, приходим к уравнению (R0+R1)/(R0+R2)=2. Решая его, находим R0=0,4 Ом.