Два маленьких медных шарика, расположенных на расстоянии 50 см друг от друга, имеют заряды +2q и -8q. Шарики привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние. Определите отношение напряжённостей ЭП до и после соприкосновения в точке, находящейся на расстоянии 40 см от второго и 30 см от первого зарядов. ответ дайте с точностью до десятых.
Обратим внимание, что в середине рисунка через связку поршней передаётся одна и та же сила, а не давление. Поэтому сила, с которой конечный поршень давит на тело, не совсем очевидна. Проанализируем участки рисунка:
Первый поршень давит на жидкость и давление передаётся на второй поршень, то есть давления будут одинаковыми:
p1 = p2
F1/S1 = F2/S2
F2 = (F1*S2)/S1
Второй поршень через жёсткую связку передаёт действие своей силы третьему поршню. Получается, что давление, создаваемое в правой части системы, будет иным, нежели в левой. Но оно также будет сохраняться для обоих поршней:
p3 = p4
F3/S3 = F4/S4
F3 = F2 =>
=> ((F1*S2)/S1)/S3 = F4/S4
(F1*S2)/(S1*S3) = F4/S4
Выразим силу F4 и узнаем её значение:
F4 = S4*(F1*S2)/(S1*S3) = 10*(50*10)/(1*2) = 5000/2 = 2500 Н
ответ: 2500 Н или 2,5 кН.
Задача 3. По длинным вертикальным проводящим штангам, находящимся на расстоянии l=10 см друг от друга, может без трения скользить, не теряя электрического контакта и оставаясь перпендикулярной рельсам, проводящая перемычка массой m. Штанги соединены через два резистора с сопротивлением r=1 Ом и идеальную батарею с ЭДС E=2,4 В. Сопротивлением остальных участков цепи можно пренебречь. Система находится в горизонтальном постоянном однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл, перпендикуляром плоскости рисунка. Ускорение свободного падения принять равным g=10 м/c^2.