Update Serway and Jewett v8 to use Circ.asy v0.2.
authorW. Trevor King <wking@tremily.us>
Thu, 3 May 2012 16:38:21 +0000 (12:38 -0400)
committerW. Trevor King <wking@tremily.us>
Mon, 7 May 2012 15:08:50 +0000 (11:08 -0400)
Also:
* Fix stron -> strong typo in 26.32.
* Add part b solution to 26.57.
* Remove extra significant figure from 26.67 solutions.

latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem26.16.tex
latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem26.18.tex
latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem26.32.tex
latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem26.57.tex
latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem26.67.tex
latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem28.71.tex

index 84d5e5099d54c5d33dbbcf72f45eaeeafaa2c428..ae5df28d810fe63f455e1daca50882e7eb9cff94 100644 (file)
@@ -12,29 +12,30 @@ import Circ;
 
 real u = 1cm;
 
-TwoTerminal C1 = capacitor((0,0), ang=0, "$C_1$", "2.50\U{$\mu$F}");
-TwoTerminal C2 = capacitor(C1.end + (u,0), ang=0, "$C_2$", "6.25\U{$\mu$F}");
-TwoTerminal B = battery("$V$", "6.00\U{V}", draw=false);
-B.centerto(C1.beg, C2.end, offset=2u);
+MultiTerminal C1 = capacitor(label="$C_1$", value="$2.50\U{$\mu$F}$");
+MultiTerminal C2 = capacitor(C1.terminal[1] + (u,0), label="$C_2$",
+    value="6.25\U{$\mu$F}");
+MultiTerminal B = battery(label="$V$", value="6.00\U{V}", draw=false);
+B.centerto(C1.terminal[0], C2.terminal[1], offset=2u);
 B.draw();
-wire(B.beg, C1.beg, rlsq);
-wire(B.end, C2.end, rlsq);
-wire(C1.end, C2.beg);
+wire(B.terminal[0], C1.terminal[0], rlsq);
+wire(B.terminal[1], C2.terminal[1], rlsq);
+wire(C1.terminal[1], C2.terminal[0]);
 
-label("\Part{a}", B.mid + (0, -5u));
+label("\Part{a}", B.center + (0, -5u));
 
 B.shift((4u, 0));
 B.draw();
-centerto(B, C1, offset=-2u);
+two_terminal_centerto(B, C1, offset=-2u);
 C1.draw();
-centerto(B, C2, offset=-4u);
+two_terminal_centerto(B, C2, offset=-4u);
 C2.draw();
-wire(B.beg, C1.beg, rlsq, dist=-u/2);
-wire(B.beg, C2.beg, rlsq, dist=-u/2);
-wire(B.end, C1.end, rlsq, dist=u/2);
-wire(B.end, C2.end, rlsq, dist=u/2);
+wire(B.terminal[0], C1.terminal[0], rlsq, dist=-u/2);
+wire(B.terminal[0], C2.terminal[0], rlsq, dist=-u/2);
+wire(B.terminal[1], C1.terminal[1], rlsq, dist=u/2);
+wire(B.terminal[1], C2.terminal[1], rlsq, dist=u/2);
 
-label("\Part{b}", B.mid + (0, -5u));
+label("\Part{b}", B.center + (0, -5u));
 \end{asy}
 \end{center}
 
index d45c384657ba58a0150e78eae263e9ebc4e97a43..caf161eeeb09a207a9d59807ebdd0189731b79af 100644 (file)
@@ -14,32 +14,33 @@ import Circ;
 
 real u = 1cm;
 
-TwoTerminal B = battery((0,0), ang=180, "$V$", "9.00\U{V}");
-TwoTerminal C1 = capacitor("$C_1$", "8.00\U{$\mu$F}", draw=false);
-TwoTerminal C2 = capacitor("$C_2$", "6.00\U{$\mu$F}", draw=false);
-TwoTerminal C3 = capacitor("$C_3$", "2.00\U{$\mu$F}", draw=false);
-TwoTerminal C4 = capacitor("$C_4$", "8.00\U{$\mu$F}", draw=false);
+MultiTerminal B = battery((0,0), dir=180, "$V$", "9.00\U{V}");
+MultiTerminal C1 = capacitor("$C_1$", "8.00\U{$\mu$F}", draw=false);
+MultiTerminal C2 = capacitor("$C_2$", "6.00\U{$\mu$F}", draw=false);
+MultiTerminal C3 = capacitor("$C_3$", "2.00\U{$\mu$F}", draw=false);
+MultiTerminal C4 = capacitor("$C_4$", "8.00\U{$\mu$F}", draw=false);
 
-centerto(B, C3, offset=3u, reverse=true);  C3.draw();
-centerto(C3, C2, offset=2u);  C2.draw();
-pair a = (B.end.x, (C2.beg.y + C3.beg.y)/2);
-pair b = (B.beg.x, a.y);
-C1.centerto(B.end, a, offset=2u);  C1.draw();
-C4.centerto(B.beg, b, offset=-2u);  C4.draw();
+two_terminal_centerto(B, C3, offset=3u, reverse=true);  C3.draw();
+two_terminal_centerto(C3, C2, offset=2u);  C2.draw();
+pair a = (B.terminal[1].x, (C2.center.y + C3.center.y)/2);
+pair b = (B.terminal[0].x, a.y);
+C1.centerto(B.terminal[1], a, offset=2u);  C1.draw();
+C4.centerto(B.terminal[0], b, offset=-2u);  C4.draw();
 
-a = (a.x - u, a.y);  // shift to split x difference between C1.end and B.end
+// shift to split x difference between C1.terminal[0] and B.terminal[0]
+a = (a.x - u, a.y);
 b = (b.x + u, b.y);
 
-wire(B.end, C1.beg, rlsq);
-wire(C1.end, a, udsq);
-wire(a, C2.beg, udsq);
-wire(a, C3.beg, udsq);
+wire(B.terminal[1], C1.terminal[0], rlsq);
+wire(C1.terminal[1], a, udsq);
+wire(a, C2.terminal[0], udsq);
+wire(a, C3.terminal[0], udsq);
 dot(a);
-wire(C2.end, b, rlsq);
-wire(C3.beg, b, rlsq);
-wire(b, C4.end, rlsq);
+wire(C2.terminal[1], b, rlsq);
+wire(C3.terminal[1], b, rlsq);
+wire(b, C4.terminal[1], rlsq);
 dot(b);
-wire(C4.beg, B.beg, udsq);
+wire(C4.terminal[0], B.terminal[0], udsq);
 \end{asy}
 \end{center}
 \end{problem*}
@@ -53,28 +54,28 @@ import Circ;
 
 real u = 1cm;
 
-TwoTerminal B = battery((0,0), ang=180, "$V$");
-TwoTerminal C1 = capacitor("$C_1$", draw=false);
-TwoTerminal C23 = capacitor("$C_{23}$", draw=false);
-TwoTerminal C4 = capacitor("$C_4$", draw=false);
-centerto(B, C23, offset=2u, reverse=true);  C23.draw();
-pair a = (B.end.x, C23.beg.y);
-pair b = (B.beg.x, a.y);
-C1.centerto(B.end, a, offset=u);  C1.draw();
-C4.centerto(B.beg, b, offset=-u);  C4.draw();
-wire(B.end, C1.beg, rlsq);
-wire(C1.end, C23.beg, udsq);
-wire(C23.end, C4.end, rlsq);
-wire(C4.beg, B.beg, udsq);
+MultiTerminal B = battery(dir=180, "$V$");
+MultiTerminal C1 = capacitor("$C_1$", draw=false);
+MultiTerminal C23 = capacitor("$C_{23}$", draw=false);
+MultiTerminal C4 = capacitor("$C_4$", draw=false);
+two_terminal_centerto(B, C23, offset=2u, reverse=true);  C23.draw();
+pair a = (B.terminal[1].x, C23.center.y);
+pair b = (B.terminal[0].x, a.y);
+C1.centerto(B.terminal[1], a, offset=u);  C1.draw();
+C4.centerto(B.terminal[0], b, offset=-u);  C4.draw();
+wire(B.terminal[1], C1.terminal[0], rlsq);
+wire(C1.terminal[1], C23.terminal[0], udsq);
+wire(C23.terminal[1], C4.terminal[1], rlsq);
+wire(C4.terminal[0], B.terminal[0], udsq);
 
 B.shift((6u, 0));
 B.draw();
-TwoTerminal C1234 = capacitor("$C_{1234}$", draw=false);
-centerto(B, C1234, offset=2u, reverse=true);  C1234.draw();
-wire(B.end, C1234.beg, rlsq, dist=-u/2);
-wire(B.beg, C1234.end, rlsq, dist=+u/2);
+MultiTerminal C1234 = capacitor("$C_{1234}$", draw=false);
+two_terminal_centerto(B, C1234, offset=2u, reverse=true);  C1234.draw();
+wire(B.terminal[1], C1234.terminal[0], rlsq, dist=-u/2);
+wire(B.terminal[0], C1234.terminal[1], rlsq, dist=+u/2);
 
-pair c = ((C4.mid.x + B.end.x - u/2)/2, C4.mid.y);
+pair c = ((C4.center.x + B.terminal[0].x - u/2)/2, C4.center.y);
 draw((c-(u,0)) -- (c+(u,0)), kirchhoff_pen, Arrows);
 \end{asy}
 \end{center}
index 00090327cd957e1766ec41e3ec44feddaf67adf4..209c208c2cf85d9298ba655675e7d242c5271541 100644 (file)
@@ -3,8 +3,8 @@ The immediate cause of many deaths is ventricular fibrillation, which
 is an uncoordinated quivering of the heart.  An electric shock to the
 chest can cause momentary paralysis of the heart muscle, after which
 the heart sometimes resumes its proper beating.  One type of
-\emph{defibrillator} (chapter opening photo, page 740) applies a stron
-electric shock to the chest over a time interval of a few
+\emph{defibrillator} (chapter opening photo, page 740) applies a
+strong electric shock to the chest over a time interval of a few
 milliseconds.  This device contains a capacitor of several
 microfarads, charged to several thousand volts.  Electrodes called
 paddles are held against the chest on both sides of the heart, and the
index 1af35e0947638d79e5624b287bdf43d17a97d5dd..2aa25dfe6873b781ebf2b740d3cb0e60d4d59741 100644 (file)
@@ -44,4 +44,14 @@ Conserving energy during the withdrawing process,
        \cdot(5.00 - 1.00)
     = \ans{40.0\U{$\mu$J}} \;.
 \end{align}
+
+\Part{b}
+Because the charge doesn't change, we can find the final potential
+difference across the capacitor using the capacitance equation.
+\begin{equation}
+  \Delta V_f = \frac{Q}{C'} = \frac{\kappa}{\kappa'}\frac{Q}{C}
+    = \frac{\kappa}{\kappa'}\Delta V_i
+    = \frac{5.00}{1.00}\cdot 100\U{V}
+    = \ans{500\U{V}} \;.
+\end{equation}
 \end{solution}
index 8437dee956a23ef8072d8e92dd345769c3cac4f0..35fee5fcc0d56d66227d7bcf96908c33c9633990 100644 (file)
@@ -14,41 +14,41 @@ import Circ;
 real u = 1cm;
 real s = 6u;
 
-TwoTerminal B = battery("$V$");
-TwoTerminal C1 = capacitor("$C_1$", draw=false);
-TwoTerminal C2 = capacitor("$C_2$", draw=false);
-centerto(B, C1, offset=2u);  C1.draw();
-centerto(C1, C2, offset=2u);  C2.draw();
-wire(B.end, C1.end, rlsq, dist=u/2);
-wire(B.end, C2.end, rlsq, dist=u/2);
-wire(B.beg, C1.beg, rlsq, dist=-u/2);
-wire(B.beg, C2.beg, rlsq, dist=-u/2);
-label("$+Q_1$", C1.end, align=dir(70));
-label("$-Q_1$", C1.beg, align=dir(110));
-label("$+Q_2$", C2.end, align=dir(70));
-label("$-Q_2$", C2.beg, align=dir(110));
+MultiTerminal B = battery("$V$");
+MultiTerminal C1 = capacitor("$C_1$", draw=false);
+MultiTerminal C2 = capacitor("$C_2$", draw=false);
+two_terminal_centerto(B, C1, offset=2u);  C1.draw();
+two_terminal_centerto(C1, C2, offset=2u);  C2.draw();
+wire(B.terminal[1], C1.terminal[1], rlsq, dist=u/2);
+wire(B.terminal[1], C2.terminal[1], rlsq, dist=u/2);
+wire(B.terminal[0], C1.terminal[0], rlsq, dist=-u/2);
+wire(B.terminal[0], C2.terminal[0], rlsq, dist=-u/2);
+label("$+Q_1$", C1.terminal[1], align=dir(70));
+label("$-Q_1$", C1.terminal[0], align=dir(110));
+label("$+Q_2$", C2.terminal[1], align=dir(70));
+label("$-Q_2$", C2.terminal[0], align=dir(110));
 
-pair c = C1.mid + (s/2, 0);
+pair c = C1.center + (s/2, 0);
 draw((c-(u,0)) -- (c+(u,0)), kirchhoff_pen, Arrow);
 
-C1.centerto(B.mid, C2.mid, -s);  C1.draw();
-centerto(C1, C2, offset=u, reverse=true);  C2.draw();
-label("$+Q_1$", C1.end, align=NW);
-label("$-Q_1$", C1.beg, align=SW);
-label("$+Q_2$", C2.end, align=SE);
-label("$-Q_2$", C2.beg, align=NE);
+C1.centerto(B.center, C2.center, -s);  C1.draw();
+two_terminal_centerto(C1, C2, offset=u, reverse=true);  C2.draw();
+label("$+Q_1$", C1.terminal[1], align=NW);
+label("$-Q_1$", C1.terminal[0], align=SW);
+label("$+Q_2$", C2.terminal[1], align=SE);
+label("$-Q_2$", C2.terminal[0], align=NE);
 
-c = C2.mid + (s/2, 0);
+c = C2.center + (s/2, 0);
 draw((c-(u,0)) -- (c+(u,0)), kirchhoff_pen, Arrow);
 
 C1.shift(s+u);  C1.draw();
 C2.shift(s+u);  C2.draw();
-wire(C1.end, C2.beg);
-wire(C2.end, C1.beg);
-label("$+Q_1'$", C1.end, align=NW);
-label("$-Q_1'$", C1.beg, align=SW);
-label("$-Q_2'$", C2.end, align=SE);
-label("$+Q_2'$", C2.beg, align=NE);
+wire(C1.terminal[0], C2.terminal[1]);
+wire(C2.terminal[0], C1.terminal[1]);
+label("$+Q_1'$", C1.terminal[1], align=NW);
+label("$-Q_1'$", C1.terminal[0], align=SW);
+label("$-Q_2'$", C2.terminal[1], align=SE);
+label("$+Q_2'$", C2.terminal[0], align=NE);
 \end{asy}
 \end{center}
 
@@ -66,8 +66,8 @@ is divided into $Q_1'$ and $Q_2'$ such that
   V_1' = \frac{Q_1'}{C_1} &= V_2' = \frac{Q_2'}{C_2} \\
   Q_2' &= Q_1'\frac{C_2}{C_1} \\
   Q_1' + Q_1'\frac{C_2}{C_1} &= Q_t \\
-  Q_1' &= \frac{Q_t}{1+\frac{C_2}{C_1}} = \ans{750.0\U{$\mu$C}} \\
+  Q_1' &= \frac{Q_t}{1+\frac{C_2}{C_1}} = \ans{750\U{$\mu$C}} \\
   Q_2' &=  Q_1'\frac{C_2}{C_1}
-    = \frac{Q_t}{\frac{C_1}{C_2} + 1} = \ans{250.0\U{$\mu$C}}
+    = \frac{Q_t}{\frac{C_1}{C_2} + 1} = \ans{250\U{$\mu$C}} \;.
 \end{align}
 \end{solution}
index fcc7c171e6efce5e5363019754ac67f938bcf851..cf91af5c46c97347236138703daef25cf1c1f73a 100644 (file)
@@ -21,30 +21,32 @@ real u = 1cm;
 real dx = u/2;
 real dy = u/2;
 
-TwoTerminal S = switchSPST((0,0), ang=0, name="$S$");
-TwoTerminal R1 = resistor(S.end, ang=0, name="$R_1$", val="$12.0\U{k\Ohm}$");
-pair Pu = R1.end + (dx,0);  // top junction
-pair Pul = S.beg - (dx,0);  // upper-left corner
+MultiTerminal S = switchSPST(label="$S$");
+MultiTerminal R1 = resistor(
+    S.terminal[1], label="$R_1$", value="$12.0\U{k\Ohm}$");
+pair Pu = R1.terminal[1] + (dx,0);  // top junction
+pair Pul = S.terminal[0] - (dx,0);  // upper-left corner
 pair Pur = Pu + (2u,0);     // upper-right corner
-TwoTerminal C = capacitor(
-    Pur-(0,dy), ang=-90, name="$C$", val="$10.0\U{$\mu$F}$");
-TwoTerminal R3 = resistor(
-    C.end+(0,-dy), -90, name="$R_3$", val="$3.00\U{k\Ohm}$");
-TwoTerminal R2 = resistor(name="$R_2$", val="$15.0\U{k\Ohm}$", draw=false);
-R2.centerto(R3.end, C.beg, offset=Pur.x - Pu.x);
+MultiTerminal C = capacitor(
+    Pur-(0,dy), dir=-90, label="$C$", value="$10.0\U{$\mu$F}$");
+MultiTerminal R3 = resistor(
+    C.terminal[1]+(0,-dy), -90, label="$R_3$", value="$3.00\U{k\Ohm}$");
+MultiTerminal R2 = resistor(
+    label="$R_2$", value="$15.0\U{k\Ohm}$", draw=false);
+R2.centerto(R3.terminal[1], C.terminal[0], offset=Pur.x - Pu.x);
 R2.draw();
-pair Pb = (R2.beg.x, R3.end.y - dy);
-TwoTerminal V = source(type=DC, name="$V$", val="$9.00\U{V}$", draw=false);
-V.centerto(R3.end, C.beg, offset=Pur.x - Pul.x);
+pair Pb = (R2.terminal[0].x, R3.terminal[1].y - dy);
+MultiTerminal V = source(type=DC, label="$V$", value="$9.00\U{V}$", draw=false);
+V.centerto(R3.terminal[1], C.terminal[0], offset=Pur.x - Pul.x);
 V.draw();
 
-wire(R1.end, R2.end, rlsq);
-wire(Pu, C.beg, rlsq);
-wire(C.end, R3.beg);
-wire(R3.end, Pb, udsq);
-wire(R2.beg, Pb);
-wire(Pb, V.beg, rlsq);
-wire(V.end, S.beg, udsq);
+wire(R1.terminal[1], R2.terminal[1], rlsq);
+wire(Pu, C.terminal[0], rlsq);
+wire(C.terminal[1], R3.terminal[0]);
+wire(R3.terminal[1], Pb, udsq);
+wire(R2.terminal[0], Pb);
+wire(Pb, V.terminal[0], rlsq);
+wire(V.terminal[1], S.terminal[0], udsq);
 dot(Pu);
 dot(Pb);
 \end{asy}
@@ -64,17 +66,18 @@ import Circ;
 
 real dx = 6pt;
 
-TwoTerminal I1 = current((0, 0), ang=0, name="$I_1$");
-pair P = I1.end + (dx, 0);
-TwoTerminal I2 = current(P - (0, dx), ang=90, name="$I_2$", draw=false);
-I2.shift((0, -I2.len-dx));
+MultiTerminal I1 = current((0, 0), label="$I_1$");
+real ilen = I1.terminal[1].x - I1.terminal[0].x;
+pair P = I1.terminal[1] + (dx, 0);
+MultiTerminal I2 = current(P - (0, dx), dir=90, label="$I_2$", draw=false);
+I2.shift((0, -ilen-dx));
 I2.draw();
-TwoTerminal I3 = current(P + (dx, 0), ang=180, name="$I_3$", draw=false);
-I3.shift((I3.len, 0));
+MultiTerminal I3 = current(P + (dx, 0), dir=180, label="$I_3$", draw=false);
+I3.shift((ilen, 0));
 I3.draw();
 
-wire(I1.end, I3.end);
-wire(P, I2.end);
+wire(I1.terminal[1], I3.terminal[1]);
+wire(P, I2.terminal[1]);
 dot(P);
 \end{asy}
 \end{center}
@@ -97,13 +100,13 @@ wire((u, 0), (u, u));
 dot((u, 0));
 dot((u, u));
 
-TwoTerminal I1 = current(name="$I_1$", draw=false);
+MultiTerminal I1 = current(label="$I_1$", draw=false);
 I1.centerto((0, 0), (0, u));
 I1.draw();
-TwoTerminal I2 = current(name="$I_2$", draw=false);
+MultiTerminal I2 = current(label="$I_2$", draw=false);
 I2.centerto((u, 0), (u, u));
 I2.draw();
-TwoTerminal I3 = current(name="$I_3$", draw=false);
+MultiTerminal I3 = current(label="$I_3$", draw=false);
 I3.centerto((2u, 0), (2u, u));
 I3.draw();