Задача. Металлическая дробинка, погружаясь в воду, движется с
постоянной скоростью. Найдите работу силы сопротивления воды на
пути S = 20 см. Радиус дробинки r = 3 мм, ее плотность
3 810
кг/м3
.
Плотность воды
3
0 10
кг/м3
. Ускорение свободного падения примите
равным g = 10 м/с2
.
Решение. На дробинку действуют три силы: сила тяжести
mg
,
архимедова сила
FА
и сила вязкого трения
Fтр
(рис.1).
Согласно второму закону Ньютона, при равномерном
движении векторная сумма всех сил равна нулю. В проекции
на вертикальную ось, направленную вверх, имеем
FА Fтр mg 0
. По закону Архимеда
F r g
3
A 0
3
4
. Масса
дробинки
3
3
4
m r
. Следовательно, сила трения
F r ( )g
3
4
0
3
тр
.
Модуль работы силы трения на перемещении S
3
0
3
тр ( ) 1,6 10
3
4
| |
A r gS Дж. Работа силы трения отрицательна, т.к.
направления этой силы и перемещения дробинки противоположны
Объяснение:
По закону Ома U=IR
U - напряжение
[U]=1В
I - сила тока
[I]=1A
R - сопротивление
[R]=1Oм
При последовательном соединении:
U=U1+U2+...+Un, то есть напряжение участка цепи при последовательном соединении равно сумме всех напряжений на этом участке цепи
I=I1=I2=...=In
R=R1+R2+...+Rn
При параллельном соединении
U=U1=U2=...=Un
I=I1+I2+...+In
1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn
Решение
I3=U3/I3=3А по закону Ома
U3=U1-2, т.к. параллельное соединение
U1-2 - напряжение на участке 1-2
I1-2=I1=I2, т.к. последовательное соединение
Далее просто расписано нахождение всех величин по формулам, которые я написал в самом начале
I1-2=U1-2/R1-2
R1-2=R1+R2=7Ом
I1-2=I1=I2=18В/7Ом=2,57А
U1=I1*R1=2,57В
U2=I2*R2=15,42В
I=I1-2+I3=I4=I5=5,57А
U4=I4*R4=I*R4=27,85В
U5=I5*R5=I*R5=39В
U=U3+U4+U5=84,85В
R=R'+R4+R5
1/R'=1/R1-2+1/R3
R'=(R1-2*R3)/(R1-2+R3)=3,23Ом
R=3,23Ом+5Ом+7Ом=15,23Ом
