Рассчитайте давление бензина на дне бака на высоте 10,5 м от дна. / [] = 710 кг / м3 /

282

482

Посмотреть ответы 1

Ответы на вопрос:

diksimail

Физика

4,6(25 оценок)

1) Заметим, что какая бы ни была цепочка, если сопротивления всех ее звеньев увеличить вдвое, ее эквивалентное сопротивление также возрастет вдвое.

Заметим что наша цепочка это резистор r, резистор r и паралелльно к нему присоединенная такая же бесконечная цепочка, но с удвоенным сопротивлением, и еще резистор r

Поэтому

$\displaystyle R = 2r + \frac{2Rr}{2R+r}\\(R-2r)(2R+r) = 2Rr\\R^2-5Rr-2r^2 = 0\\D = 33r^2\\R = \frac{5+\sqrt{33}}{2}r$

2) Обозначим ток, ушедший в первый горизонтальный резистор как A1, а ток ушедший в первый вертикальный резистор как B1, во второй горизонтальный A2, во второй вертикальный B2 и т д. Для любого звена с номером n имеем два правила Кирхгофа

$A_n = B_{n+1}+A_{n+1}\\-B_n + A_n + B_{n+1}=0$

Отсюда

$A_{n+1} = 2A_n - B_n\\B_{n+1} = B_n-A_n$

Посчитаем несколько первых звеньев по полученному правилу

$A_2 = (3k-1)I;\quad B_2 = (1-2k)I\\A_3 = (8k-3)I;\quad B_3 = (2-5k)I\\A_4 = (21k-8)I;\quad B_4 = (5-13k)I\\A_5 = (55k-21)I;\quad B_5 = (13-34k)I$

Заметим что коэффициенты при k в скобках и свободные члены это все числа Фибоначчи! Причем множитель при k это число Фибоначчи с номером на 2 большим, чем соответствующий свободный член.

При стремлении n к бесконечности, отношение коэффициента при k и свободного члена стремится (как отношение двух чисел Фибоначчи с номерами n и n+2) к Ф^2, где число Ф = (1+√5)/2 - золотое сечение. Если k не будет равен 1/Ф^2, мы получим в итоге неограниченный рост токов при стремлении n к бесконечности, чего не может быть. Для компенсации растущих чисел Фибоначчи мы понимаем что k может быть только равен 1/Ф^2.

Теперь вспомним про два крайних резистора и посчитаем перепад напряжения от A к B идя по нижнему контуру. Заметим, что по последнему вертикальному резистору равен полному току I, так как через бесконечную горизонтальную цепочку к "последнему" резистору ничего не притечет, и все будет течь по нижнему контуру. Полный ток течет также через самые крайние резисторы. Поэтому

$U = IR + (1-k)IR + IR +IR = (4-k)IR\\R_\text{eff} = U/I = (4-k)R = (4-\frac{(\sqrt{5}-1)^2}{4})R = \frac{5+\sqrt{5}}{2} R$

Реши свою проблему, спроси otvet5GPT

Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно

Задай свой вопрос

Популярно: Физика

Есть вопросы?

Как otvet5GPT работает?

otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса.
Сколько это стоит?

Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны.
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?

Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое!
В чем отличия от ChatGPT?

otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.