/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 462
от 18.03.2008, 20:35

Вопрос № 127.087

Уважаемые Эксперты, помогите решить- 4)Температура вольфрамовой нити электролампы 2000°С. Определить во сколько раз сопротивление лампы в рабочем режиме больше сопротивление лампы в момент включения. Температурный коэффициент сопротивление вольфрама а=0,0052 1К.

Отправлен: 13.03.2008, 09:37 Вопрос задал: Петров Василий Алибабаевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Петров Василий Алибабаевич! Запишем формулу зависимости сопротивления от температуры: R=R0*(1+a*T); Поделим обе части уравнения на R0: R/R0=1+a*T; T=2000+273,15=2273,15 K R/R0=1+2273,15*0,0052=11,82 Сопротивление возрастет приблизительно в 12 раз В задаче считаем, что изменением геометрических размеров проводника можно пренебречь и начальная температура волоска равна 0 С

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 15:53

Вопрос № 127.128

Уважаемые эксперты, помогите с задачей!!! - Две металлические концентрические сферы, расположенные в воздухе, имеют радиусы 20 и 40 см. На внутренней сфере находится заряд q=-30 нКл, внешняя сфера заряжена до потенциала 600В. Найти напряженность т потенциалы поля в точках А,В и С, расположенных на одной прямой на растояниях 10, 25 и 50 см от центра сфер. Заранее спасибо!

Отправлен: 13.03.2008, 13:51 Вопрос задал: Баженов Павел Андреевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Баженов Павел Андреевич! Первое, что здесь нужно усвоить - следующее: а) Напряженность поля E металлической сферы внутри неё равно нулю, а снаружи убывает обратно пропорционально квадрату расстояния r от центра сферы, т.е. для напряженности поля снаружи есть формула: E=q/(4*pi*eps*eps0*r^2) (1) где eps0=0,885*10^-11 Ф/м, eps - диэлектрическая проницаемость, для воздуха можно считать равной единице б) Потенциал же fi сферы внутри неё равен константе, ищется по формуле: fi=q/(4*pi*eps*eps0*R) (2), где R - радиус сферы, снаружи сферы убывает обратно пропорциолнально первой степени расстояния от центра сферы: fi=q/(4*pi*eps*eps0*r) (3) В данной задаче рассматриваются 3 случая. 1) расстояние от центра сфер r=10 см -> точка А находится внутри как наружной (обозначим её цифрой 2), так и внутри внутренней сферы (обозначим цифрой 1). Значит напряженность полей обеих сфер равна нулю: E=0, чего не скажешь о потенциале - для внешней сферы потенциал на её поверхности дан (600 В), для внутренней сферы применяем формулу (2). Суммарный потенциал, являясь величиной скалярной, представляет собой обычную алгебраическую сумму: fi=fi1+fi2=q/(4*pi*eps*eps0*R1)+fi2=-30*10^-9/(4*3,14*0,1*0,885*10^-11)+600=-2090 В 2) расстояние от центра сфер r=25 см -> точка B находится внутри внешней сферы, но уже снаружи внутренней. Значит поле внутренней сферы уже не равно нулю и ищется по формуле (1): E=q/(4*pi*eps*eps0*r^2)=-30*10^-9/(4*3,14*(0,25)^2*0,885*10^-11)=-4304 В/м Для потенциала внутренней сферой уже необходимо пользоваться формулой (3), а не (2), общий потенциал равен: fi=q/(4*pi*eps*eps0*r)+fi2=-30*10^-9/(4*3,14*0,25*0,885*10^-11)+600=-476 В 3) расстояние от центра сфер r=25 см -> точка С находится снаружи как внутренней, так и наружной сфер. Теперь в суммарную напряженность поля дают вклады обе сферы. Поскольку заряд для внешней сферы не дан, выразим его из известного потенциала (формула (2)): q2=fi2*4*pi*eps*eps0*R Подставляя это выражение в формулу (1) для поля внешней сферы получаем: E2=fi2*R/r^2 Поскольку поля сфер обладает сферической симметрией, а заряды сфер противоположны, результирующее поле равно разности полей сфер 1 и 2: E=-|q|/(4*pi*eps*eps0*r^2)+fi2*R/r^2=30*10^-9/(4*3,14*(0,5)^2*0,885*10^-11)+600*0,4/(0,5)^2=-116 В/м Потенциал второй сферы уже нельзя считать по формуле (2), нужно брать формулу (3), причем снова воспользоваться соотношением q=fi*4*pi*eps*eps0*R. Тогда для потенциала второй сферы получаем: fi2'=fi2*R/r. Суммарный же потенциал равен: fi=q/(4*pi*eps*eps0*r)+fi2*R/r=-30*10^-9/(4*3,14*0,5*0,885*10^-11)+600*0,4/0,5=-596 В --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 18:16 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо

Вопрос № 127.150

Здраствуйте, решите пожалуйста задачу: Скорость поезда, при торможении двигающегося равнозамедленно, уменьшается в течение 1 мин от 40 км/ч до 28 км/ч. Найти ускорение поезда и расстояние, пройденное им за время торможения.

Отправлен: 13.03.2008, 15:52 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Химик CH Здравствуйте, Students73! Дано: t=60с; v1=11.11м/с; v2=7.78м/с ускорение a=(v1-v2)/t=0.0648м/с2 расстояние S=t*(v1+v2)/2=567м --------- Солнце ярче светится и веселей пейзаж, когда в желудке плещется C2H5OH

Ответ отправил: Химик CH (статус: 8-ой класс) Ответ отправлен: 13.03.2008, 16:12

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Students73! Дано: vo = 40км/час = 40000м/3600с = 100/9 м/с; vк = 28км/час = 70/9 м/с; t = 1 мин = 60c. Одно из основных уравнений кинематики касается зависимости скорости от времени: vк = vo – a*t , здесь vк – конечная скорость поезда, vo – начальная скорость поезда, a – ускорение поезда. 70/9м/с = 100/9м/с – a*60с; а = (10/3)/60 м/с^2 = 0,0555 м/с^2 Другое основное уравнение кинематики позволяет найти расстояние, пройденное поездом за время торможения: S = vo*t – a*t^2/2 = 11,11м/с*60c – (0.0555м/с)*1800 = 666,67 – 100 = 566,67м. Ответ: Ускорение поезда равно 0.0555 м/с^2. Расстояние, пройденное поездом равно 566,67м.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 14.03.2008, 01:46

Вопрос № 127.152

Здраствуйте, решите пожалуйста задачу: Самолёт делает «мёртвую петлю » радиусом 500 м с постоянной скоростью 360 км/ч. Найти вес летчика массой 70 кг в нижней и верхней точках петли.

Отправлен: 13.03.2008, 15:54 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Students73! Вес летчика P по модулю равен реакции опоры N, действующей на летчика со стороны кресла самолета: P=N (1) Запишем 2-ой закон Ньютона в проекциях на вертикальную соь для обоих случаев: 1)В нижней точке сила тяжести направлена противоположно центростремительному ускорению a: m*a=N-m*g -> N=m*(g+a) (2) где m=70 кг - масса летчика 2) В верхней точке сила тяжести сонаправлена с центростремительным ускорением: m*a=N+m*g -> N=m*(a-g) (3) Теперь вспомним, что центростремительное ускорение связано со скоростью движения V как: a=V^2/R (4) где V=360 км/ч=100 м/c, R=500 м Подставляя (4) в (2) и в (3), а также учитывая (1) получаем: Вес в нижней точке: P=m*(g+V^2/R)=2086 Н Вес в верхней точке: P=m*(V^2/R-g)=714 Н --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 19:46

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Students73! Дано: R = 500м, v = 360км/час = 360*10^3м/3600с = 100м/с, m = 70кг, g = ≈10м/с^2. Центробежная сила Fц = m*v^2/R = 70кг*10^4м^2/с^2/500м = 1400Н. Вес летчика Р = m*g = 70кг*10м/с^2 = 700 H. На летчика в нижней точке петли действует суммарная сила, прижимающая его к креслу, равная P + Fц = 2100 Н. В верхней точке петли на летчика действует разность сил P – Fц = –700 Н. Ответ: В верхней точке "вес" летчика составляет –700 Н. В нижней точке "вес" летчика составляет 2100 Н.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 14.03.2008, 02:36

Вопрос № 127.156

Здраствуйте, решите пожалуйста задачу: Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со скоростью 8 м/с. Найти, на какое расстояние откатится при этом конькобежец, если известно, что коэффициент трения коньков о лед равен 0,02.

Отправлен: 13.03.2008, 15:58 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Students73! Запишем закон сохранения импульса: M*V=m*U где M=70 кг - масса конькобежца, V - скорость, с которой он покатится назад после кидания камня, m=3 кг - масса камня, U=8 м/с - его скорость; выражаем скорость V: V=m*U/M (1) Согласно закону сохранения энергии конькобежец остановится тогда, когда вся приобретенная им в процессе кидания камня кинетическая энергия перейдет в работу силы трения: M*V^2/2=Aтр (2) Работа силы есть произведение её на пройденный путь l: Aтр=Fтр*l (3) Сила трения же равна: Fтр=mu*N (4) где mu=0,02 - коэффициент трения, N - реакция опоры, которая в данном случае равна просто силе тяжести конькобежца: N=M*g (5) Решая совместно (2)-(5) получаем: l=V^2/(2*mu*g) (6) Подставляя (1) в (6) получаем: l=(m*U/M)^2/(2*mu*g)=0,3 м --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 20:05

Вопрос № 127.158

Частица движется со скоростью υ=0,5*с, где с - скорость света в вакууме. Во сколько раз масса частицы больше ее массы покоя?

Отправлен: 13.03.2008, 16:02 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Students73! Релятивистская масса m дается формулой: m=m0/КОРЕНЬ(1-(u/c)^2) где m0 - масса покоя, u=0,5*c - скорость движения частицы m=m0/КОРЕНЬ(1-(0,5*c/c)^2)=1,15*m0 -> масса частицы в 1,15 раз больше её массы покоя --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 20:14

Вопрос № 127.159

Автомобиль движется со скоростью u1=25 м/с. На пути S=40 м производится торможение, после чего скорость уменьшается до u2=15 м/с. Считая движение автомобиля равнозамедленным, найти модуль ускорения и время торможения.

Отправлен: 13.03.2008, 16:03 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Students73! При равноускоренном движении S=(u2^2-u1^2)/(2*a) a=(u2^2-u1^2)/(2*S) a=(15^2-25^2)/(2*40)=-5 м/с^2 -ускорение направлено противоположно направлению движения модуль ускорения ф=5 м/с^2 u2=u1+a*t t=(u2-u1)/a t=(15-25)/(-5)=2 с

Ответ отправил: DrMeks (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 13.03.2008, 18:20

Вопрос № 127.160

Движение точки по окружности радиусом 4 м задано уравнением S = 10 - 2 t + t^2. Найти тангенциальное, нормальное и полное ускорения точки в момент времени 2 с.

Отправлен: 13.03.2008, 16:04 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Students73! Надо полагать, что в условии опечатка: вместо S надо φ, т.е. угловой путь. Определим угловую скорость как 1-ую производную углового пути по времени: ω = dφ/dt = d(10 – 2*t + t^2)/dt = (–2 + 2*t) = (–2 + 2*2) = 2рад/с. Определим угловое ускорение как 1-ую производную угловой скорости по времени: ε = dω/dt = d(–2 + 2*t)/dt = 2 рад/с^2. Тангенциальное ускорение точки определяется аt = ε*R = (2 рад/с^2)*4 = 8м/с^2. Нормальное ускорение точки определяется ан = (ω^2)*R = 16м/с^2. Полное ускорение определяется а = √((ан)^2 + (аt)^2) = √(256 +64) = 17,9м/с^2. Ответ: Тангенциальное ускорение точки 8м/с^2; нормальное 16м/с^2, полное 17,9м/с^2.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 14.03.2008, 03:39 Оценка за ответ: 5

Вопрос № 127.162

Решите пожалуйста задачу: Вычислить работу, совершаемую при равноускоренном подъёме груза массой 100 кг на высоту 4 м за время 2 с.

Отправлен: 13.03.2008, 16:06 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks !!! Здравствуйте, Students73! Механическая работа A=F*s*cos(alfa), если сила совпадает по направлением перемещения, то cos(alfa)=1, при равноускоренном движении s=(a*t^2)/2, определим ускорение a=2*s/t^2 a=2*4/2^2=2 м/с^2 по 2 закону Ньютона F=ma=100*2=200 Н Работа A=F*s=200*4=800 Дж Решение ошибочно. Не учтена сила тяжести при написании уравнения 2-го закона Ньютона. ----- ∙ Отредактировал: Alexandre V. Tchamaev (*Управляющий) ∙ Дата редактирования: 14.03.2008, 04:46

Ответ отправил: DrMeks (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 13.03.2008, 18:13

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Students73! Ответ DrMeks, увы, не совсем верен, поскольку он не учел, что помимо силы F, совершающей работу, действует сила тяжести, поэтому равенство F=m*a неверно, правильно m*a=F-m*g...Поэтому я предлагаю решать задачу по-другому. Работа силы F идет на приращение потенциальной энергии груза в поле силы тяжести, но поскольку движение ускоренное, также на увеличение кинетической энергии тела: A=Wp+Wk (1) Потенциальная энергия в поле силы тяжести выглядит как: Wp=m*g*h (2) где m=100 кг - масса груза, h=4 м Кинетическая энергия равна, как известно: Wk=m*V^2/2 (3) где V - приобретенная грузом скорость за время подъёма; поскольку движение равноускоренное её можно найти как: V=a*t (4) где t=2с - время подъёма; а - ускорение, с которым двигался груз. Найдем его из формулы для пути при равноускоренном движении; поскольку путь равен высоте поднятия h: h=a*t^2/2, откуда a=2*h/t^2 (5) Подставляя (5) в (4), а получившееся выражение в (3) для кинетической энергии получаем: Wk=2*m*(h/t)^2 (6) Решая совместно (1), (2) и (6) получаем: A=m*(g*h+2*(h/t)^2)=100*(9,8*4+2*(4/2)^2)=4720 Дж --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 20:40 Оценка за ответ: 5

Вопрос № 127.163

Решите пожалуйста задачу: Шар массой 1 кг, катящийся без скольжения, ударяется о стенку, откатывается от неё. Скорость шара до удара 10 см/с, после удара 8 см/с. Найти количество тепла, выделившегося при ударе.

Отправлен: 13.03.2008, 16:07 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Химик CH !!! Здравствуйте, Students73! кинетическая энергия шара до столкновения Wк=m*v^2/2=0.005Дж после столкновения W'к=m*v'^2/2=0.0032Дж Выделевшаяся теплота Q=Wк-W'к=0.0018Дж Решение неверное. В задаче сказано, что шарик не скользит, а катится, поэтому надо учитывать энергию вращательного движения. ----- ∙ Отредактировал: Alexandre V. Tchamaev (*Управляющий) ∙ Дата редактирования: 14.03.2008, 04:48 --------- Солнце ярче светится и веселей пейзаж, когда в желудке плещется C2H5OH

Ответ отправил: Химик CH (статус: 8-ой класс) Ответ отправлен: 13.03.2008, 16:21

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Students73! Увы, ответ предущего эксперта неверен, поскольку шар, будучи твердым телом, а не материальной точкой, помимо кинетической энергии поступательного движения обладает также кинетической энергией вращательного движения: W=Wпост+Wвр (1) Изменению именно этой суммарной энергии и равна выделившаяся теплота Q: Q=-delthaW (2) Энергия поступательного движения ищется так же, как в случае материальной точки: Wпост=m*V^2/2 (3) где m=1 кг - масса шара, V - скорость его движения Для изменения энергии поступательного движения можем записать: delthaWпост=m*V2^2/2-m*V1^2/2 (4) где V1=10см/с=0,1 м/с, V2=8см/с=0,08 м/с Энергия вращательного движения ищется как: Wвр=I*w^2/2 (5) где I - момент инерции шара, который равен: I=2*m*R^2/5 (6) w - угловая скорость, которая связана с линейной скоростью V: w=V/R (7) В (6) и (7) R - радиус шара. Решая совместно (4)-(6) получаем: Wвр=m*V^2/5 (8) Для изменения энергии поступательного движения можем записать: delthaWвр=m*V2^2/5-m*V1^2/5 (9) Теперь решая совместно (1),(2),(4) и (9) получаем: Q=7*m*(V1^2-V2^2)/10=7*1*((0,1)^2-(0,08)^2)/10=2,52 мДж --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 13.03.2008, 21:05

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Students73! Если кинетическую энергию до удара обозначить Kд, а после удара Kп, то количество тепла Q, выделившегося при ударе равно: Q = Kд - Kп. Надеюсь, будет полезно узнать общий метод подсчёта кинетической энергии круглого тела, катящегося без скольжения. Она состоит из 2-х частей: кинетической энергии Kпост поступательного движения и кинетической энергии Kвращ вращательного движения. Формулу для поступательного Kпост = m*V²/2 (1), где m - масса, а V - скорость, знают почти все (пример - ответ, который дал Химик CH); для вращательного Kвращ = J*ω²/2 (2), где J - момент инерции относительно оси вращения, а ω - угловая скорость, знают многие. Но (2) можно существенно упростить, принимая во внимание, что формулы для вычисления J имеют в стандартных таблицах вид: J = k*m*R² (3), где m - масса, R - внешний радиус, а k - коэффициент, зависящий от формы тела. (Например, для шара k = (2/5), тонкостенной сферы - (2/3), сплошного цилиндра - (1/2) - см. "Википедия, Моменты инерции однородных тел простейшей формы относительно некоторых осей"). Учитывая, что ω = V/R (4) и подставляя в (3) и затем в (2), получаем: Kвращ = k*m*V²/2 (4). Коэффициент k называется "коэффициентом приведения", а выражение k*m = mпр - "приведенной массой". Для суммарной кинетической энергии Kс круглого тела, катящегося без скольжения имеет смысл запомнить простую формулу: Kс = (1 + k)*m*V²/2 (5). Таким образом, чтобы исправить ответ, который дал Химик CH, достаточно умножить его результат на (1 + k) = 1.4; он тогда совпадёт с результатом, который получил Gerhard.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 14.03.2008, 04:38 Оценка за ответ: 5

Вопрос № 127.164

Решите пожалуйста задачу: Кинетическая энергия протона 10 МэВ. Определить его импульс.

Отправлен: 13.03.2008, 16:08 Вопрос задал: Students73 (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 4)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Students73! Дано: Протон. Екин = 10МэВ = 10^7эВ = 10^7*1,602*10^–19 Дж; mp = 1,67*10^–27кг. Запишем уравнение, связывающее импульс (р) и кинетическую энергию (Екин) протона: Екин = р^2/2*mp, где mp – масса покоя протона, равная 1,67*10^–.27кг. Из этой формулы найдем импульс протона: р = √(2*mp*Eкин). Проведем расчет импульса протона: р = √(2*1,67*10^–27кг*10^7*1,602*10^–19Дж) = 0,73 кг*м/с. Ответ: Импульс протона равен 0,73 кг*м/с.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 14.03.2008, 01:52

© 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: 4.72.5 от 17.03.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru