Площадь малого поршня гидравлической машины равна 0,04 м2, площадь большого – 0,2 м2. С какой силой следует действовать на малый поршень, чтобы равномерно поднять груз массой 100 кг, находящийся на большом поршне?
расположим квадрат на координатной плоскости так чтобы одна сторона квадрата лежала на оси ох а другая на оси оу. одна из вершин лежит в начале координат
построим вектор от начала координат до точки пересечения диагоналей квадрата. построим перпендикулярно ему второй вектор из точки пересечения диагоналей к вершине лежащей например на оси ох.
сумма полученных векторов совпадает с горизонтальной стороной квадрата, разность - с вертикальной.
пусть дана точка 1 и точка 2 к которым подключены измерительные провода. проведем отрезок между ними и через середину отрезка плоскость. все остальные N-2 точки разместим на этой плоскости. в силу симметрии задачи все эти N-2 точки имеют одинаковый потенциал и подсоединение между ними конденсаторов ни на что не влияет
в итоге мы имеем одну цепь, соединяющую 1 и 2 с емкостью С и имеем N-2 параллельных цепей с емкостью С/2
скалярное произведение перпендикулярных векторов равно нулю
поэтому
(а+в)(а-в)=а*а-в*в=|a|*|a|-|b|*|b|=0 => |a|*|a|=|b|*|b|=> |a|=|b|
пример
расположим квадрат на координатной плоскости так чтобы одна сторона квадрата лежала на оси ох а другая на оси оу. одна из вершин лежит в начале координат
построим вектор от начала координат до точки пересечения диагоналей квадрата. построим перпендикулярно ему второй вектор из точки пересечения диагоналей к вершине лежащей например на оси ох.
сумма полученных векторов совпадает с горизонтальной стороной квадрата, разность - с вертикальной.
для начала рассмотрим простейшие случаи.
для N=2 ответ С
для N=3 ответ 3С/2
а вот дальше включим воображение
пусть дана точка 1 и точка 2 к которым подключены измерительные провода. проведем отрезок между ними и через середину отрезка плоскость. все остальные N-2 точки разместим на этой плоскости. в силу симметрии задачи все эти N-2 точки имеют одинаковый потенциал и подсоединение между ними конденсаторов ни на что не влияет
в итоге мы имеем одну цепь, соединяющую 1 и 2 с емкостью С и имеем N-2 параллельных цепей с емкостью С/2
искомая емкость С+(N-2)*C/2=N*C/2 - это ответ