Jak grać w Rozciąganie drutu
- Wybierz test i przeczytaj na karcie drut i zmianę.
- Użyj R = ρ·L ÷ A z A w m² albo myśl proporcjami: R ∝ L i R ∝ 1 ÷ d².
- Wpisz swoją prognozę i naciśnij Start. Drut się rozwija, wydłuża, grubieje lub rozciąga, a omomierz za nim nadąża.
- Porównaj omomierz i wykres ze swoją pomarańczową prognozą.
Długość i grubość wyznaczają opór
Drut przeciwstawia się płynącemu w nim prądowi, a to, jak bardzo, zależy od trzech rzeczy: długości, grubości i metalu. Dłuższy drut to dłuższa droga, więc jego opór rośnie proporcjonalnie do długości. Grubszy drut daje prądowi więcej miejsca obok siebie, więc jego opór maleje proporcjonalnie do przekroju. Metal wchodzi przez opór właściwy ρ: miedź ma bardzo mały, dlatego używa się jej w instalacjach, a nichrom około 65 razy większy, dlatego trafia do grzejników. Razem R = ρ·L ÷ A. Dla okrągłego drutu przekrój to A = π·d² ÷ 4, więc podwojenie średnicy zwiększa A czterokrotnie i zmniejsza R czterokrotnie. Rozciągnięcie drutu do podwójnej długości przy tej samej objętości robi dwie rzeczy naraz: długość się podwaja, a przekrój maleje o połowę, więc R rośnie czterokrotnie.
Model skupiony na nauce
Drut jest jednorodnym okrągłym przewodnikiem w temperaturze pokojowej o stałym oporze właściwym: miedź 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m, nichrom 1,10 × 10⁻⁶ Ω·m. Druty w testach 2–4 są z nichromu, o długościach i przekrojach dających ich opory początkowe. Każda zmiana zachodzi równomiernie w ciągu 2 s i trwa jeszcze 1 s; rozciąganie zachowuje objętość, więc przekrój maleje, gdy długość rośnie. Omomierz jest idealny, a zaciski nie dodają oporu. Odpowiedzi w granicach 2 % są poprawne.