Определить напряжённость однородного электрического поля, если напряжение между заряженными пластинами равно 1 кВ, а электрический заряд переместили на расстояние 10 см.

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

Rэкв. ≈ 7,8 Ом

I₀ = 12,8 А

I₁ = 12,8 А

I₂ = 6,6 А

I₃ ≈ 3,1 А

I₄ ≈ 3,9 А

I₅ ≈ 6,2 А

U₁ = 38,4 В

U₂ = 46,2 В

U₃ = 15,4 В

U₄ = 15,4 В

U₅ = 61,6 В

Объяснение:

Rэкв. ≈ 7,8

I = Uab / Rэкв. = 100 / 7,8 ≈ 12,8 А

I₂₃₄₅ = I₁ = I = 12,8 А

U₁ = I₁R₁ = 12,8 А * 3 Ом = 38,4 В

U₂₃₄₅ = Uab - U₁ = 100 В - 38,4 В = 61,6 В

U₅ = U₂₃₄ = U₂₃₄₅ = 61,6 В

I₅ = U₅ / R₅ = 61,6 В / 10 Ом ≈ 6,2 А

I₂₃₄ = I₂₃₄₅ - I₅ = 12,8 А - 6,2 А = 6,6 А

I₂ = I₃₄ = I₂₃₄ = 6,6 А

U₂ = I₂R₂ = 6,6 А * 7 Ом = 46,2 В

U₃₄ = U₂₃₄ - U₂ = 61,6 В - 46,2 В = 15,4 В

U₃ = U₄ = U₃₄ = 15,4 В

I₃ = U₃ / R₃ = 15,4 В / 5 Ом ≈ 3,1 А

I₄ = U₄ / R₄ = 15,4 В / 4 Ом ≈ 3,9 А