Дано:
dL1 = 0,8 см = 0,008 м
m1 = 4 кг
m2 = 20 кг
g = 10 м/с²
Найти:
dL2 = ?
Сила упругости Fупр. = -k*dL, возникающая в пружине динамометра, уравновешена с силой тяжести Fт = mg, действующей на прикреплённый к крюку груз. Т.е., согласно Третьему закону Ньютона:
Fупр. = - Fт
Модули сил будут равны:
Fупр. = Fт
Тогда
Fупр. = mg
Значит, мы можем узнать значение силы упругости и в случае груза, массой 4 кг, и в случае груза, массой 20 кг:
Fупр.1 = m1g
Fупр.2 = m2g
Далее приравняем жёсткости пружин, т.к. это единственная величина, которая не меняется. Затем выразим искомое dL2 и найдём его:
k = Fупр. / dL - берём модуль, поэтому без минуса
k = k
Fупр.1 / dL1 = Fупр. / dL2
m1g / dL1 = m2g / dL2
dL2 = m2g / (m1g / dL1) = (m2g*dL1) / m1g = (20*10*0,008) / 4*10 = 20*0,08 / 40 = 1,6 : 40 = 0,04 м = 4 см
ответ: 4 см.
Объяснение:
При параллельном соединении спиралей сопротивление R||:
R||=r/2, где
r - сопротивление одной спирали, Ом
Мощность P, Вт:
P=U²/(r/2)
Количество тепла (по закону Джоуля-Ленца), Дж за время t, с:
Q||=P*t =U²t/(r/2)=2U²t/r.
При последовательном соединении спиралей cопротивление Rпосл:
Rпосл=r+r=2r
Мощность:
Pпосл=U²/(2r)
Количество тепла:
Qпосл=U²t/r;
подставляем и сокращаем на одинаковые величины r, t, U:
Q||/Qпосл=[2U²t/r]/[U²/(2r)]=4;
Q||/Qпосл=4.
Т.о. во втором случае количество тепла, переданное воде, в 4-е раза меньше, чем в первом. А, т.к. изменение температуры воды Δt, град зависит от количества тепла как:
Δt=Q/(C*m), где
С - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*град)
m - масса воды, кг,
то изменение температуры во втором случае будет в 4-е раза меньше, чем в первом:
Δt₁=10 °;
Δt₂=10/4=2.5 °
Всего температура повысилась на:
Δtсумм=10+2.5=12,5 (град)
