сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 2712
i

В стек­лян­ный сосуд пря­мо­уголь­ной формы и квад­рат­ным дном со сто­ро­ной  дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a встав­лен мед­ный стер­жень круг­ло­го се­че­ния диа­мет­ром a и дли­ной l. Затем в сосуд на­ли­ва­ют ртуть до уров­ня стерж­ня. Рас­счи­тай­те, во сколь­ко раз из­ме­нит­ся со­про­тив­ле­ние дан­ной кон­струк­ции, если мед­ный стер­жень вы­нуть из ртути, но до со­при­кос­но­ве­ния по­верх­но­стей. Удель­ное со­про­тив­ле­ние меди pм, ртути pр.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При по­гру­жен­ном стерж­не си­сте­му можно рас­смот­реть как па­рал­лель­ное со­еди­не­ние мед­но­го и ртут­но­го про­вод­ни­ков. Cопро­тив­ле­ние мед­но­го про­вод­ни­ка:

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: R_м конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: R_р конец дроби , R_м=\rho_м дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: Пи a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho_м l 4, зна­ме­на­тель: Пи a в квад­ра­те конец дроби .

Со­про­тив­ле­ние ртут­но­го про­вод­ни­ка:

 R_р= дробь: чис­ли­тель: \rho_р l, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho_р l 4, зна­ме­на­тель: 25 a в квад­ра­те конец дроби .

Под­ста­вим эти зна­че­ния в закон па­рал­лель­но­го со­еди­не­ния:

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: \rho_м 4 l конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho_р Пи a в квад­ра­те плюс \rho_м 25 a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: \rho_м \rho_р 4 l конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка \rho_р Пи плюс \rho_м 25 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \rho_м \rho_р 4 t конец дроби .

От­сю­да вы­ра­зим со­про­тив­ле­ние R1:

 R_1= дробь: чис­ли­тель: \rho_м \rho_р 4 l, зна­ме­на­тель: a в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка \rho_р Пи плюс \rho_м 25 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Объем ртути при по­гру­жен­ном стерж­не:

 V_р= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те l минус дробь: чис­ли­тель: Пи a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби l=a в квад­ра­те l левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те l, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка .

Тот же объем ртути, но в от­сут­ствии стерж­ня:

 V_р= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те h= дробь: чис­ли­тель: 25 a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби h,

где h  — вы­со­та ртути в со­су­де после вы­ни­ма­ния мед­но­го стерж­ня. При­рав­ня­ем эти объ­е­мы и вы­ра­зим вы­со­ту h:

 дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те l, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 25 a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби h рав­но­силь­но l левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка =25 h рав­но­силь­но h= дробь: чис­ли­тель: l левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 25 конец дроби .

При вы­ни­ма­нии стерж­ня и при­ве­де­нии его в со­при­кос­но­ве­ние с рту­тью, по­лу­ча­ем по­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние раз­но­род­ных про­вод­ни­ков:

 R_2=R_м плюс R_р в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка .

Со­про­тив­ле­ние мед­но­го стерж­ня не из­ме­нит­ся, так как его гео­мет­ри­че­ские па­ра­мет­ры оста­лись преж­ни­ми. А со­про­тив­ле­ние ртути ста­нет

R_р в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \rho_р h, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: s, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho_р l левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 25 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 25 a в квад­ра­те конец дроби .

Най­дем со­про­тив­ле­ние R2:

R_2= дробь: чис­ли­тель: \rho_м 4 l, зна­ме­на­тель: Пи a в квад­ра­те конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: \rho_р l левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка 4, зна­ме­на­тель: 25 умно­жить на 25 a в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho_м l 4 умно­жить на 625 плюс \rho_р l, зна­ме­на­тель: 625 Пи конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 l левая круг­лая скоб­ка 625 \rho_м плюс \rho_р левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 625 Пи a в квад­ра­те конец дроби .

Те­перь можно найти от­но­ше­ние со­про­тив­ле­ний со­глас­но усло­вию за­да­чи:

 дробь: чис­ли­тель: R_2, зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 l левая круг­лая скоб­ка 625 \rho_м плюс \rho_р левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 625 Пи a в квад­ра­те конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка \rho_р Пи плюс 25 \rho_м пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 4 l \rho_м \rho_р конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 625 \rho_м плюс \rho_р левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 625 Пи конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: \rho_р Пи плюс 25 \rho_м, зна­ме­на­тель: \rho_м \rho_р конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: R_2, зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 625 \rho_м плюс \rho_р левая круг­лая скоб­ка 25 минус Пи пра­вая круг­лая скоб­ка Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 625 Пи конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: \rho_р Пи плюс 25 \rho_м, зна­ме­на­тель: \rho_м \rho_р конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­нияБаллы
Най­де­но со­про­тив­ле­ние мед­но­го про­вод­ни­ка2
Най­де­но со­про­тив­ле­ние ртут­но­го про­вод­ни­ка2
Вы­ра­же­но со­про­тив­ле­ние R12
Най­ден объем ртути при по­гру­жен­ном стерж­не и при его от­сут­ствии1 + 1
Вы­ра­же­на вы­со­та h2
По­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние про­вод­ни­ков2
Най­де­но новое со­про­тив­ле­ние ртути4
Вы­ра­же­но со­про­тив­ле­ние R22
По­лу­чен пра­виль­ный ответ2
Мак­си­маль­ный балл20
Классификатор: Элек­тро­ди­на­ми­ка. Рас­чет элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния