Исследовательский робот-аэростат имеет нулевую плавучесть при пустом грузовом отсеке. причем, будем считать, что плавучесть с пустым грузовым отсеком не зависит от высоты подъема дирижабля. для подъема грузов робот использует дополнительные двигатели. робот двигается вертикально вверх вдоль склона инопланетной горы. поднявшись на высоту h от поверхности планеты он берет первую пробу и дальше собирает пробы через каждые h метров. последнюю пробу он берет в верхней точке своего пути. всего робот поднял n проб и потратил на подъем e энергии. энергия, ушедшая на разгон, торможение и преодоление сил трения была пренебрежимо мала. в предыдущей нужно было найти ускорение свободного падения на планете, считая, что его изменение на высоте подъема пренебрежимо мало.
m - масса одной пробы.
дайте ответ для h = 41.0 м, m = 120.0 г, n = 5.0 и e = 210.0 дж в джоулях с точностью до десятых
дайте ответ для h = 50.0 м, m = 120.0 г, n = 3.0 и e = 360.0 дж в м/с^2 с точностью до десятых
(и то и то)

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

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

Отсюда

Пусть полный ток I в первом звене разделился как

Посчитаем несколько первых звеньев по полученному правилу

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 самому нижнему контуру (по последнему вертикальному резистору течет нулевой ток)

Где φ = 1/Ф = (1-√5)/2 ≈0.618

Досчитаем до числа

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

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

Отсюда

Посчитаем несколько первых звеньев по полученному правилу

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