В стеклянный сосуд прямоугольной формы и квадратным дном со стороной 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.
При погруженном стержне систему можно рассмотреть как параллельное соединение медного и ртутного проводников. Cопротивление медного проводника:
Сопротивление ртутного проводника:
Подставим эти значения в закон параллельного соединения:
Отсюда выразим сопротивление R1:
Объем ртути при погруженном стержне:
Тот же объем ртути, но в отсутствии стержня:
где h — высота ртути в сосуде после вынимания медного стержня. Приравняем эти объемы и выразим высоту h:
При вынимании стержня и приведении его в соприкосновение с ртутью, получаем последовательное соединение разнородных проводников:
Сопротивление медного стержня не изменится, так как его геометрические параметры остались прежними. А сопротивление ртути станет
Найдем сопротивление R2:
Теперь можно найти отношение сопротивлений согласно условию задачи:
Ответ: