Две проволоки - медная и алюминиевая имеют одинаковую массу. Длина медной проволоки в 10 раз больше длины алюминиевой. Во сколько раз сопротивление медной проволоки больше сопротивления алюминиевой? Плотность меди в 3,3 раза больше плотности алюминия, а удельное сопротивление в 1,65 раз меньше.
Обозначим массу обеих проволок через \( m \), так как масса одинаковая.
Массу можно выразить через объем:
\(m = V \cdot d\)
где \( V \) — объем проволоки, \( d \) — плотность материала. Также объем проволоки можно выразить через площадь поперечного сечения \( S \) и длину \( l \):
\(V = S \cdot l\)
Следовательно, можно записать:
\(m = S \cdot l \cdot d\)
Для каждой из проволок у нас есть две переменные: площадь поперечного сечения и длина. Площадь сечения можно выразить через массу и плотность материала:
\(S = \frac{m}{l \cdot d}\)
Теперь, используя формулу для сопротивления проволоки:
\(R = \rho \cdot \frac{l}{S}\)
где \( \rho \) — удельное сопротивление материала.
Подставим выражения для \( S \) в формулу для сопротивления:
\(R = \rho \cdot \frac{l}{\frac{m}{l \cdot d}} = \rho \cdot \frac{l^2 \cdot d}{m}\)
Поскольку длина медной проволоки в 10 раз больше длины алюминиевой (\( l_1 = 10 \cdot l_2 \)), а плотность меди в 3,3 раза больше плотности алюминия (\( d_1 = 3,3 \cdot d_2 \)) и удельное сопротивление меди в 1,65 раза меньше, можно выразить соотношение сопротивлений двух проволок:
\(\frac{R_1}{R_2} = \frac{\rho_1 \cdot l_1^2 \cdot d_1}{m} : \frac{\rho_2 \cdot l_2^2 \cdot d_2}{m}\)
После подстановки значений:
\(\frac{R_1}{R_2} = \frac{1,65 \cdot \rho_2 \cdot (10 \cdot l_2)^2 \cdot 3,3 \cdot d_2}{\rho_2 \cdot l_2^2 \cdot d_2}\)
Упростив выражение:
\(\frac{R_1}{R_2} = \frac{1,65 \cdot 10^2 \cdot 3,3}{1} = 200\)
Ответ: Сопротивление медной проволоки в 200 раз больше сопротивления алюминиевой проволоки.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 8 класс.
Aвторы:
Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Две проволоки - медная и алюминиевая имеют одинаковую массу. Длина медной проволоки в 10 раз больше длины алюминиевой. Во сколько раз сопротивление медной проволоки больше сопротивления алюминиевой? Плотность меди в 3,3 раза больше плотности алюминия, а удельное сопротивление в 1,65 раз меньше.