W=Wo+Et, W, Wo- конечная и начальная угловые скорости ротора, Е- эпсилон, угловое ускорение ротора. По условию Wo=0. W=f·2pi/3600=20000·2pi/60=4000pi/6=2000pi/3 рад/с. (В одном обороте 2пи радиан, а в минуте 60 с). W=Et, E=W/t=(2000pi/3)/(5·60)=2000pi/900=20pi/9 рад/с^2. Угол поворота fi=fio+Wot+Ett/2. Fio=0, Wo=0, fi=Ett/2=20pi·(5·60)^2/18=20pi·25·3600/18=4000pi. Т.е. за пять минут ротор повернулся на 4000пи радиан. В одном обороте(окружности) 2пи радиан, значит число оборотов N=fi/2pi=4000pi/2pi=2000 оборотов.
Воспользуемся дважды законом Ома с учетом ЭДС и закономерностями последовательного соединения источников тока.
1) I₁ = E₁ / (Rv + r) => I₁*Rv + I₁*r = E₁, - Rv - сопротивление вольтметра, r - внутреннее сопротивление батарейки
U₁ + I₁*r = E₁ (1)
2) I₂ = 2*E₁ / (Rv + 2*r) => I₂*Rv + I₂*2*r = 2*E₁ => U₂ + 2*I₂*r = 2*E₂ (2)
Из 2-го вычтем 1-е
U₂ + 2*I₂*r - U₁ - I₁*r = 2*E₁ - E₁
U₂ - U₁ + r*(2*I₂ - I₁) = E₁
I₁ = U₁ / Rv, I₂ = U₂ / Rv
ΔU + r * (2 * U₂ / Rv - U₁ / Rv) = E₁
ΔU + r * (2*U₂ - U₁) / Rv = E₁
У нас неизвестны r и Rv, но мы знаем что r << Rv и поэтому слагаемое r * (2*U₂ - U₁) / Rv можно положить равным нулю.
ΔU = E₁ => E₁ = 2,7 V - 1,45 V = 1,25 V