Исследуемая конструкция (сообщающиеся сосуды) состоит из двух длинных цилиндрических вертикальных трубок, узкой и широкой, соединенных снизу горизонтальной трубкой. При этом узкая трубка намного выше, чем широкая. Внутренний диаметр широкой трубки d1=6.7 см, узкой d2=2.7 см. Сначала систему приводят в первоначальное состояние: до верхнего края широкой трубки наливают жидкость, имеющую плотность 0.85 г/см3. После чего проводят эксперимент: в эту трубку аккуратно опускают поршень - цилиндрический груз массой 128 г, скользящий внутри трубки без трения и подтекания жидкости. Поршень останавливается в равновесии в некотором положении. На какой высоте h в результате будет находиться верх жидкости в узкой трубке относительно дна поршня в широкой трубке? На какую высоту h1 относительно первоначального положения опустится жидкость в широкой трубке? На какую высоту h2 относительно первоначального положения поднимется жидкость в узкой трубке? Значения вводить с точностью до тысячных. Вычисления проводить с точностью не менее 4 значащих цифр. Считайте, что число π=3.1416.
v2.
1/R(2-4)=1/R2+1/R3+1/R4=1/5+1/10+1/30=1/3 Сим =>
R(2-4)=3/1=3 Ом;
Rᴀв=R1+R(2-4)+R5=4+3+3=10 Ом;
I=I1=I5=Uᴀв/Rᴀв=40/10=4 A;
U1=I*R1=4*4=16 B;
U5=I*R5=4*3=12 B;
U2=U3=U4=Uᴀв-U1-U5=12 B;
I2=U2/R2=12/5=2,4 A;
I3=U3/R3=12/10=1,2 A;
I4=U4/R4=12/30=0,4 A.
v3.
R1,2=R1+R2=20+30=50 Ом;
R1,2=R3=50 Ом => R(1-3)=R1,2/2=R3/2=50/2=25 Ом;
Rᴀв=R(1-3)+R4+R5=25+15+10=50 Ом;
I=I4=I5=Uᴀв/Rᴀв=100/50=2 A;
U4=I*R4=2*15=30 B;
U5=I*R5=2*10=20 B;
U3=Uᴀв-U4-U5=100-30-20=50 B;
I3=U3/R3=50/50=1 A;
I1=I2=I-I3=2-1=1 A;
U1=I1*R1=1*20=20B;
U2=I1*R2=1*30=30 B.
v4.
R2,3=R2+R3=6+6=12 Ом;
R4,5=R4+R5=5+7=12 Ом;
R2,3=R4,5=12 Ом => R(2-5)=R2,3/2=R4,5/2=12/2=6 Ом;
Rᴀв=R1+R(2-5)=1+6=7 Ом;
I=I1=Uᴀв/Rᴀв=42/7=6 A;
U1=I*R1=3*1=6 B;
U2,3=U4,5=Uᴀв-U1=42-6=36 B;
R2,3=R4,5=12 Ом => I2=I3=I4=I5=I/2=3 A;
U2=U3=I2*R2=I3*I3=3*6=18 B;
U4=I4*R4=3*5=15 B;
U5=I5*R5=3*7=21 B.
v5.
R1,2=(R1*R2):(R1+R2)=(3*6):(3+6)=2 Ом;
R(1-3)=R1,2+R3=2+2=4 Ом;
1/Rᴀв=1/R(1-3)+1/R4+1/R5=1/4+1/12+1/6=1/2 Сим =>
Rᴀв=2/1=2 Ом;
I=Uᴀв/Rᴀв=18/2=9 A;
U4=U5=Uᴀв=18 B;
I4=Uᴀв/R4=18/12=1,5 A;
I5=Uᴀв/R5=18/6=3 A;
I3=I-I4-I5=9-1,5-3=4,5 A;
U3=I3*R3=4,5*2=9 B;
U1=U2=Uᴀв-U3=18-9=9 B;
I1=U1/R1=9/3=3 A;
I2=U2/R2=9/6=1,5 A.
Объяснение:
Всё строго по Закону Ома
На какой высоте h в результате будет находиться верх жидкости в узкой трубке относительно дна поршня в широкой трубке?
На какую высоту h1 относительно первоначального положения опустится жидкость в широкой трубке?
На какую высоту h2 относительно первоначального положения поднимется жидкость в узкой трубке?
Значения вводить с точностью до тысячных. Вычисления проводить с точностью не менее 4 значащих цифр. Считайте, что число π=3.1416.