/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 454
от 10.03.2008, 16:35

Вопрос № 125.934

Здраствуйте эксперты! Срочно Решите пожалуйста Задачки: 1)Точка движется по закону S=0.5+t-0.2t^3. В какой момент времени скорость точки равна нулю? Какой путь пройдёт точка к этому моменту времени? 2)Уравнение вращения диска радиусом 0.2м имеет вид U(фи)=3-t+0.1t^3, Где [U]=радиус,[t]=c. Определить тангенциональное, нормальное и полное ускорения точек на окружности диска к концу первой секунды. 3)Камень привязанный к верёвке, равномерно вращается в вертикальной плоскости. Разность между Max и Min натяжениями верёвки ∆Fн=9.8Н. Найти массу камня.

Отправлен: 04.03.2008, 16:12 Вопрос задал: Кельман Владимир Игоревич (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Кельман Владимир Игоревич! 1) Скорость - первая производная от перемещения S по времени: V=dS/dt=1-0.6*t^2 (1) Чтобы найти момент времени, когда скорость станет равна нулю, нужно приравнять (1) нулю и выразить t, отбросив отрицательный корень квадратного уравнения (время не может быть отрицательно): t=1,29 с Путь же пройденный к этому моменту времени равен значению S в момент времени t=1,29 с: S=0,5+1,29-0,2*(1,29)^3=1,36 м 2) Тангенциальное ускорение есть произведение углового ускорения d2fi/dt2 на радиус диска: атанг=R*d2fi/dt2=R*0,6*t (1) атанг=0,2*0,6*1=0,12 м/с^2 Нормальное ускорение можно определить как: анорм=R*w^2 (2) где w - угловая скорость диска, которая ищется по формуле: w=dfi/dt (3) Решая совместно (2) и (3) получим: анорм=R*(dfi/dt)^2=R*(-1+0,3*t^2)^2 (4) анорм=0,2*(-1+0,3*1)^2=0,098 м/с^2 Полное ускорение aполн определяется по формуле: aполн=КОРЕНЬ(aтанг^2+анорм^2) (5) Подставляя (1) и (4) в (5) получим: aполн=R*КОРЕНЬ((0,6*t)^2+(-1+0,3*t^2)^4)=0,155 м/с^2 3) Максимальное натяжение веревки T1 наступает в тот момент, когда груз проходит нижнее положение; для этого положения 2-ой закон Ньютона в проекциях на вертикальную ось имеет вид: m*a=T1-m*g, откуда T1=m(a+g) (1) где m - масса камня, а - его ускорение, g - ускорение свободного падения Минимальное значение силы натяжения наступает в тот момент, когда груз проходит верхнее положение; для этого положения 2-ой закон Ньютона в проекциях на вертикальную ось имеет вид: m*a=T2+m*g, откуда T2=m(a-g) (2) По условию задачи ∆Fн=T1-T2 (3) Решая совместно (1)-(3) получим, что m=∆Fн/(2*g)=9,8/(2*9,8)=0,5 кг --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: 8-ой класс) Ответ отправлен: 04.03.2008, 17:40 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Большое спасибо

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Кельман Владимир Игоревич! 1) Если задан закон движения точки, скорость определяется как первая производная пути по времени: v = dS/dt = 1 – 0,6*t^2. Так как по условию задачи скорость равна 0, то из этого выражения найдем время t = √(1/0,6) = 1,291c Пройденный за это время путь будет: S = 0,5 + 1,291 – 0,2*1,291^3 = 1,36 единиц пути. Ответ: Точка пройдет 1,36 единиц пути. 2) Дано: R = 0,2м; ∆t = t – to =1с; to = 0. Угловая скорость ω = dφ/dt = –1 + 0,3*t^2 = –0,7рад/с. (к концу 1-ой секунды) Угловое ускорение ε = dω/dt = 0,6*t . К концу первой секунды угловое ускорение равно ε = 0,6 (1/с^2) Нормальное ускорение находится по формуле: ан = (ω^2)*R = 0,49*0,2м/с^2 = 0,1м/с^2. Тангенциальное ускорение находится по формуле: аt = ε*R = 0,6*0,2 = 0,12м/с^2. Полное ускорение а = √(ан^2 + аt^2) = 0,1562м/с^2. Ответ: Полное ускорение равно 0,1562м/с^2; нормальное ускорение равно 0,1м/с^2; тангенциальное ускорение равно 0,12м/с^2. 3) На камень в нижнем положении действуют две силы: Р(со стрелкой) = m*g(со стрелкой) и Fц(со стрелкой), направленные вниз. Равнодействующая этих сил уравновешивается силой натяжения веревки: Т2(со стрелкой) = m*g(со стрелкой) + Fц (со стрелкой). На камень в верхнем положении также действуют две силы: Р(со стрелкой) = –m*g(со стрелкой), направленная вниз и центробежная сила, направленная вверх Fц(со стрелкой) = m*v^2/R. Равнодействующая этих сил уравновешивается силой натяжения Т1(со стрелкой) = –m*g(со стрелкой) + Fц (со стрелкой). Разность между Max и Min натяжениями верёвки: Т2 – Т1 = 2*m*g (записано в проекциях на вертикальную ось). Разрешив последнее равенство относительно m, получим m = (Т2 – Т1)/(2*g) Подставив численные значения задачи, найдем массу камня: m = 9,8Н/(2*9,8м/с^2)=0,5кг. Ответ: Масса камня составляет 0,5кг.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 05.03.2008, 15:18

Вопрос № 125.943

Уважаемые эксперты я хотел бы попросить вас о помощи! Помогите решить задачку. Коэфициент трансформации равен 3, какое соотношение может быть между первичной и вторичной обмотками трансформатора? И как это решается?

Отправлен: 04.03.2008, 16:47 Вопрос задал: Александр Н А (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 3)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Александр Н А! Коэффициентом трансформации НАЗЫВАЕТСЯ отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки - это ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ. Коэфициент трансформации равен 3 - это значит, что вторичная обмотка имеет ровно в 3 раза меньше витков, чем первичная; соответственно, если пренебречь потерями, ЭДС вторичной обмотки в 3 раза меньше напряжения, поданного на первичную; в общем случае N2 = N1/k (1), где N - число витков, k - коэфициент трансформации. Можно добавить: а) поскольку витки обеих обмоток охватывают один и тот же сердечник, в каждом витке наводится одна и та же ЭДС; б) амплитудное значение этой ЭДС Em при изменении магнитной индукции в сердечнике во времени по закону синуса равна: Em = 2*π*f*B*S (2), где f - частота переменного тока в герцах, B - амплитудное значение магнитной индукции в сердечнике в теслах, S - площадь поперечного сечения сердечника в кв. метрах; "эффективное&q uot; значение ЭДС E в √(2) раз меньше амплитудного Em, в итоге (2) для частоты 50 Гц приобретает вид: E = 222*B*S (3); в) минимум потерь в обмотках достигается, когда сечение провода вторичной обмотки в k раз больше, чем у первичной; при этом объём меди/алюминия у них примерно одинаков.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 04.03.2008, 23:30 Оценка за ответ: 4

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Александр Н А! Коэффициентом трансформации (k) называется отношение числа витков вторичной (N2) и первичной (N1) обмоток трансформатора. В случае ненагруженного трансформатора, т.е.без передачи мощности имеет место соотношение: U2/U1= N2/N1= k = 3. Здесь: U1 – напряжение на первичной обмотке; U2 – напряжение на вторичной обмотке; Если пренебречь потерями мощности, которые в трансформаторах незначительны, то Р1 = Р2. Откуда, учитывая равенство Р = U*I, получим: соотношение U2/U1= I1/I2 = k = 3. Вот будто бы все, что можно сказать.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 05.03.2008, 13:27

Вопрос № 125.974

Уважаемые Эксперты! Помогите, please, с геометрической оптикой!Заранее спасибо, буду рада хоть одной задаче!))) 1.Как доказать, что свет в однородной среде распространяется прямолинейно? 2.как прверить, что 3 столба далеко расположенные друг от друга стоят вдоль одной прямой? 3.Можно ли сказать, что увеличение высоты башни в степи внесколько раз привелет к такому же увеличению ее тени? 4.В солнечный день высота тени от отвесно поставленной метровой линейки равна 50 см, а от дерева 6 м.Какова высота дерева.

Отправлен: 04.03.2008, 19:30 Вопрос задала: Качина Ирина ивановна (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Химик CH Здравствуйте, Качина Ирина ивановна! 1) Для экспериментального доказательства нужно сперва получить луч света, идущего в строго одном направлении: а) лазерный луч б) свет от точечного источника, пропущенный через узкое отверстие (возможны и другие варанты); далее остаётся лишь пронаблюдать ход луча (например, пропустив его через дым или туман) 2) встать за одним из них (из тех, что с краю) так, чтобы он заслонил собой другой: если третий тоже окажется заслонён, значит они на одной прямой. 3) При условии, что расхождение лучей света на вершине и у основания (которыми, учитывая расстояние до солнца можно пренебречь), а также отклонение поверхности от плоскости (минимально на равнине при не слишком больших расстояниях) незначительны. Тогда работают законы параллельного проецирования на плоскость. 4) тень можно считать прямо пропорциональной высоте. В данном случае тень в 2 раза меньше высоты, а, значит, высота дерева в 2 раза больше его тени и равна 6*12=12 метров. --------- Солнце ярче светится и веселей пейзаж, когда в желудке плещется C2H5OH

Ответ отправил: Химик CH (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 04.03.2008, 20:39

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Качина Ирина ивановна! 3. Можно, но при условии, что длина тени Lт (измеренная по земле) не превышает определённой величины: Lт ≤ √((Bб/α)2 - (Hб)2), где Bб - ширина башни у её вершины, α = 1/114 - видимый угловой диаметр солнечного диска в радианах, Hб - высота башни. При большем расстоянии тень становится такой размытой, что её вообще не видно.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 05.03.2008, 02:07

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Качина Ирина ивановна! 1. Если речь идет не об эксперименте, то воспользуемся принципом Ферма - в пространстве между двумя точками свет распространяется по тому пути, вдоль которого время его прохождения минимально. Здесь имеется в виду оптическая длина пути s=n*l, где n-показатель преломления среды, l- геометрический путь. В однородной среде - кратчайшее расстояние (что оптическое, что геометрическое) - прямая линия.

Ответ отправил: DrMeks (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 05.03.2008, 13:46

Вопрос № 126.025

Здравствуйте, уважаемые Эксперты! Прошу помощи: Лампа находится на расстоянии 5 м от экрана. На каком расстоянии нужно поместить собирающую линзу с фокусным расстоянием 0.8 для получения на экране увеличенного изображения? Вот еще одна задача: При осуществлении передачи электроэнергии под напряжение 10 кВ тепловые потери энергии в линии состаавляли 2% передаваемой мощности. Какими будут потери в линии с таким же активным сопротивление при передаче энергии под напряжение 90 кВ? При одинаковой амплитуде колебаний эл. зарядов в антенне как изменится энергия излучаемых электромагнитных волн с увеличением частоты колебаний? Заранее благодарю Вас!

Отправлен: 05.03.2008, 02:47 Вопрос задала: УльЯна (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, УльЯна! Задача 1. В условии задачи не указана единица измерения фокусного расстояния. Надо полагать, что в метрах. Запишем основную формулу линзы: 1/f = 1/g + 1/b. (1) Здесь f – фокусное расстояние линзы, g – расстояние до предмета, b – расстояние до изо-бражения (до экрана). Увеличением линзы называют отношение b/g = n Отсюда найдем b = n*g. (2) Преобразуем (1) в соотношение f = g*b/(b + g) (3) Подставив (2) в (3), получим f = g^2*n/(b + g). По условию задачи (b + g) = 5м; f =0,8м Откуда найдем расстояние от линзы до лампы: g = √(4/n) = 2*√(1/n). Увеличенное изображение, образуемое собирающей линзой (f > 0) возникает при расстоя-ниях от линзы до предмета 2*f > g > f, т.е 1,6м > g > 0,8м. Если n = 2, то g =1,41м; Если n = 3, то g =1,16м; Если n = 4, то g =1м и т.д. Ответ: Для получения увеличенного изображения собирающую линзу нужно поместить на расстоянии 2*√(1/n) от лампы.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 08.03.2008, 02:35 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо за решение задачи! Вы очень помогли. Благодарность моя велика есть.

Вопрос № 126.106

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите решить- 1) Два круговых витка с током лежат в одной плоскости и имеют общий центр. Радиус большего витка 12 см, меньшего – 8 см. Напряженность поля в центре витков равна 50 А/м, если токи текут в одном направлении, и нулю, если в противоположных. Определить силу токов, текущих по круговым виткам.

Отправлен: 05.03.2008, 15:35 Вопрос задал: Петров Василий Алибабаевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Попов Владимир Иванович Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! По закону кругового тока напряжённость магнитного поля в центре витка равна Н = I / 2R. Тогда I1 / 2R1 + I2 / 2R2 = H; I1 / 2R1 - I2 / 2R2 = 0 - система из двух уравнений с двумя неизвестными. Выражаем из второго уравнения I2 = I1*R2/R1 = 1.5*I1 и подставляем в первое уравнение : I1*(1/R1 + 1,5/R2) = H. Окончательно, I1 = (2H*R1*R2) / (1,5R1 + R2) = (2*50А/м*0.08м*0.12м) / (1.5*0.08м + 0.12м) = 4 А, тогда I2 = 1.5*4 = 6А. Удачи. --------- Physics forever !

Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 06.03.2008, 19:39

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! Дано: Rбол = 12см = 0,12м; Rмен = 8см = 0,08м; Н1 = 50 А/м; Н2 = 0. Напряженность магнитного поля, создаваемого круговым витком с током определяется по формуле: Н = I/(2*R). Для большого витка: Н1 = I1/(2*Rбол); Для меньшего витка: Н2 = I2/(2*Rмен) Общая напряженность Ноб = Н1 + Н2 = I1/(2*Rбол) + I2/(2*Rмен) Для случая, когда токи текут в одном направлении, Ноб1 = 50 А/м : 50 = I1/(2*Rбол) + I2/(2*Rмен). 100 = I1/Rбол + I2/Rмен. (1) Для случая, когда токи текут в противоположных направлениях, Ноб1 = 0: 0 = I1/Rбол – I2/Rмен. (2) Решая систему из двух уравнений (1) и (2), получим выражения для токов: I1 = 600А; I2 = 400А. Ответ: Сила тока в большом витке равна 600А, а в меньшем витке- 400А.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 07.03.2008, 10:33

Вопрос № 126.107

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите решить- 2)На шарик радиуса r=2 см помещен заряд q=4 пКл. С какой скорость. подлетит к нему электрон, начавший свое движение из бесконечно удаленной от шарика точки?

Отправлен: 05.03.2008, 15:39 Вопрос задал: Петров Василий Алибабаевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! Исходя из закона сохранения энергии => изменение кинетической энергии равно изменению потенциальной, взятому с обратным знаком. Изменение кинетической энергии dWk=(mv^2)/2-0, так как электрон начинает движение из состояния покоя. (d - дельта). Изменение потенциальной энергии равно работе поля по перемещению заряда dWp=e*dFi, Fi-потенциал Fi=q/(4*pi*eps0*R) На бесконечном удалении Fi=0, у поверхности шарика Fi=-q/(4*pi*eps0*r). Приравняем dWk=-dWp (mv^2)/2=e*q/(4*pi*eps0*r), 1/(4*pi*eps0)=k=9*10^9 - электрическая постоянная v^2=2*k*e*q/(r*m) v=sqrt(2*k*e*q/(r*m)) v=sqrt(2*9*10^9*1.6*10^-19*4*10^-12/(0.02*9.1*10^-31))=7,95*10^4 м/с=79,5 км/с

Ответ отправил: DrMeks (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 05.03.2008, 18:55

Отвечает: Попов Владимир Иванович Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! По теореме о кинетической энергии, электрон, притягиваясь к данному заряду, приобретёт энергию, равную работе электрического поля этого заряда, т.е. mv^2 = q*e / (4pi*e0*r), где m = 9,1*10^(-31) кг - масса электрона, v - приобретённая им скорость, q - величина данного заряда, e = 1,6*10^(-19) Кл - заряд электрона, pi = 3,14; e0 = 8.85*10(-12) Ф/м - электрическая постоянная, r - радиус шарика. Отсюда v = sqrt [q*e / (2*pi*e0*r*m)]. Проверка единиц измерения : [v] = sqrt [Кл*Кл / (Ф*м*кг/м)] = sqrt [Кл*Кл / (Кл*кг/В)] = sqrt [Кл*Кл*Дж / (кг/Кл*Кл)] = sqrt [Дж / кг] = sqrt [м.кв / с.кв] = м/с. Вычисления : v = sqrt [ 4*10^(-12)*1,6*10^(-19) / (2*3,14*8,85*10^(-12)*0,02*9,1*10^(-31))] = 8*10^(5) м/с = 800 км/с. --------- Physics forever !

Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 06.03.2008, 20:13

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! Дано: r1 = 2см = 2*10^–2м, r2 = ∞; q = 4пКл = 4*10^–12Кл, е =1,602*10^–19Кл; me = 9,11*10^–31кг; ko = 9*10^9Н*м^2/Кл^2. На перемещение электрона из бесконечности на поверхность шарика затрачивается рабо-та: А = q*∆φ = q*(φ1 – φ2), где φ1 – потенциал электрического поля, создаваемого заря-женным шариком, на поверхности шарика; φ2 – потенциал электрического поля, созда-ваемого заряженным шариком в бесконечности. Формула для расчета потенциала: φ = ko*е/r, где е – величина элементарного заряда (элек-трона), r – расстояние. φ1 = ko*е/r1; φ2 = ko*е/r2 = 0. Следовательно, работа равна А = q*ko*е/r1. Согласно закону сохранения энергии эта работа равна Екин электрона, движущегося к ша-рику со скоростью v. Екин = me*v^2/2 Отсюда q*ko*е/r1 = me*v^2/2. И скорость электрона v = √(2*q*ko*е/(r1*me) Проведем вычисления, подставив численные значения задачи: v = √(2*4*10^–12Кл*9*10^9Н*м^2/Кл^2*1,602*10^–19Кл)/(2*10^–2м*9,11*10^–31кг) = = 7,96*10^5 м/с. Ответ: Электрон подлетит к шарику со скоростью 7,96*10^5 м/с.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 08.03.2008, 09:31

© 2001-2008, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31 Хостинг: "Московский хостер" Поддержка: "Московский дизайнер" Авторские права | Реклама на портале Версия системы: 4.72.2 от 06.03.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru