Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RusFAQ.ru: Физика


Хостинг Портала RusFAQ.ru:
MosHoster.ru - Профессиональный хостинг на Windows 2008

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RUSFAQ.RU

Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке

Baybak
Статус: 5-й класс
Рейтинг: 113
∙ повысить рейтинг >>
Химик CH
Статус: Специалист
Рейтинг: 45
∙ повысить рейтинг >>
Jacky
Статус: 5-й класс
Рейтинг: 42
∙ повысить рейтинг >>

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Выпуск № 668
от 15.02.2009, 15:05

Администратор:Tigran K. Kalaidjian
В рассылке:Подписчиков: 170, Экспертов: 24
В номере:Вопросов: 6, Ответов: 8

Нам важно Ваше мнение об этой рассылке.
Оценить этот выпуск рассылки >>

Вопрос № 160023: Здравствуйте, помогите решить задачу. Определить КПД неупругого удара бойка массой т1 = 0,5 т, падающего на сваю массой т2 = 120 кг. Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи. Заранее спасибо )...


Вопрос № 160025: Здравствуйте, помогите решить задачу. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление p1 = 2 МПа и температура Т1 = 800 К, в другом p2 = 2,5 МПа, T2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до т...
Вопрос № 160037: Доброго времени суток, Уважаемые эксперты. Помогите в решении задачи, не могу понять как это выглядит и решается: По касательной к шкиву маховика в виде диска диаметром 75 см и массой 40 кг приложена сила 1 кН. Определить угловое ускорение ...
Вопрос № 160039: Здравствуйте! Помогите пожалуйста решить задачу: Ди поль с электрическим моментом р=100пКл*м свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью Е=200кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота дипо...
Вопрос № 160063: Доброго времени суток! Прошу помогите в решении. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны 100 В/м. Какую энергию переносит эта волна через площадку 50 см2, расположенную перпендикуля...
Вопрос № 160088: Здравствуйте,эксперты. Вот вам задачки))))) 1) Две одинаковые круглые пластины площадью S=400см^2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q1=400нКл,другой Q2=-200нКл. Определить силу F взаимного притяжения пластин,если расс...

Вопрос № 160.02 3
Здравствуйте, помогите решить задачу. Определить КПД неупругого удара бойка массой т1 = 0,5 т, падающего на сваю массой т2 = 120 кг. Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи. Заранее спасибо )
Отправлен: 09.02.2009, 17:13
Вопрос задал: Попов Антон Андреевич (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Baybak
Здравствуйте, Попов Антон Андреевич!
____________________
Определить
КПД неупругого удара бойка массой
m1 = 0,5 т,
падающего на сваю массой
m2 = 120 кг.
Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи.
________________
Импульсы до удара и после равны
p1+p2= p

Импульс и энергия бойка перед ударом
p1= m1*v1
E1= m1*v1^2/2

Импульс и энергия сваи перед ударом
p2= 0
E2= 0

Импуль и энергия системы "свая+боек" после удара, энергия системы "свая+боек" тратится на работу по преодолению силы сопротивления грунта. То есть по условию задачи это полезная работа.
p= p1+p2= m1*v1= (m1+m2)*v
E= (m1+m2)*v^2/2

v= v1*m1/(m1+m2)
E= (m1+m2)*v1^2*m1^2/(2*(m1+m2)^2)= v1^2*m1^2/(2*(m1+m2))= E1*(m1/(m1+m2))

КПД= E/E1= m1/(m1+m2)
КПД= 500/(500+120)= 0,806= 80.6%
Ответ отправил: Baybak (статус: 5-й класс)
Ответ отправлен: 09.02.2009, 21:50

Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243278 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.025
    Здравствуйте, помогите решить задачу. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление p1 = 2 МПа и температура Т1 = 800 К, в другом p2 = 2,5 МПа, T2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры Т = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление р. Заранее спасибо
    Отправлен: 09.02.2009, 17:19
    Вопрос задал: Попов Антон Андреевич (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Попов Антон Андреевич!
    __________________
    Два сосуда одинакового объема
    V1= V2= V
    содержат кислород
    mu= 32
    В одном сосуде давление
    p1' = 2 МПа
    и температура
    Т1' = 800 К,
    в другом
    p2' = 2,5 МПа,
    T2' = 200 К.

    Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры
    Т= 200 К.
    Определить установившееся в сосудах давление
    р=?
    ___________________
    Закон Менделеева-Клапейрона
    p*V= (m/mu)*R*T
    и Дальтона
    p= p1+p2+...+pn

    Те величины, что в начале буду обозначать со штрихом,
    те что в конце - без штриха
    Масса газа из первого сосуда
    m1'= m1
    из второго
    m2'= m2

    Тот газ что находится в первом сосуде создает давление
    в начале
    p1'*V= (m1/mu)*R*T1' (1)
    в конце
    p1*2*V= (m1/mu)*R*T (2)

    Газ второго сосуда
    p2'*V= (m2/mu)*R*T2' (3)
    p2*2*V= (m2/mu)*R*T (4)

    Разделим (2) на (1), и (4) на (3)
    p1*2/p1'= T/T1'
    p2*2/p2'= T/T2'

    Если бы второй сосуд был пустой, то газ из первого сосуда создал бы давление
    p1= T*p1'/(2*T1')
    аналогично - газ из второго сосуда
    p2= T*p2'/(2*T2')

    По закону Дальтона
    p= p1+ p2= T*p1'/(2*T1')+ T*p2'/(2*T2')

    Искомое давление
    p= (200*2e6/(2*800))+ (200*2.5e6/(2*200))= 1,5E6 (Па)= 1.5 (МПа)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 5-й класс)
    Ответ отправлен: 09.02.2009, 21:27

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243276 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.037
    Доброго времени суток, Уважаемые эксперты.
    Помогите в решении задачи, не могу понять как это выглядит и решается:

    По касательной к шкиву маховика в виде диска диаметром 75 см и массой 40 кг приложена сила 1 кН. Определить угловое ускорение и частоту вращения маховика через 10 с после начала действия силы, если радиус шкива равен 12 см. Силой трения пренебречь.
    Отправлен: 09.02.2009, 19:49
    Вопрос задала: Мария Романова (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
    Здравствуйте, Мария Романова!
    Решение:
    Дано: Rдиска = 37,5см = 0,375м; rшкива = 12см = 0,12м; F = 1кН = 10^3H.
    Результирующий момент силы: М = F*r. (1)
    Основной закон динамики вращательного движения: М = J*ε, (2)
    где ε – угловое ускорение, J – момент инерции. Для диска (как цилиндра) момент инерции равен Jдиска= m*R^2/2. (3).
    Сопоставляя (1) – (3) получим:
    ε = М/Jдиска = (F*r)/(m*R^2/2)=(2*10^3H*0,12м)/(40кг*(0,375м)^2) = 42,66 с^-2.
    Угловая скорость: ω = Инт(ε*dt) = ε*t = 426,6 с^-1.
    Частота вращения n = ω/(2*pi) = 426,6/6,28 = 68 об/с
    Ответ: Ускорение равно 42,66 с^-2. Частота вращения 68 об/с.
    Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: Студент)
    Ответ отправлен: 09.02.2009, 22:03

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243279 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценка за ответ: 5
    Комментарий оценки:
    большое спасибо!!!


    Вопрос № 160.039
    Здравствуйте!
    Помогите пожалуйста решить задачу: Диполь с электрическим моментом р=100пКл*м свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью Е=200кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол α=180º
    Заранее благодарю, огромное спасибо за помощь!
    Отправлен: 09.02.2009, 20:25
    Вопрос задала: Улитина Наталья Владимировна (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 2
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 2)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Улитина Наталья Владимировна!
    Диполь с электрическим моментом
    р=100пКл*м
    свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью
    Е=200кВ/м.
    Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол
    ?=180?
    __
    Работа по перемещению заряда в поле напряженностю 'E'
    A= F*L= q*E*L

    Диполь с эл. моментом
    p= q*L
    состоит из двух зарядов
    '+q' и '-q'
    расположенных на расстоянии
    L
    друг от друга.

    Если мы повернем диполь на 180o, то тем самим мы переместим каждый из зарядов диполя против силы поля на расстояние 'L'.
    При этом будет выполнена работа
    A= 2*q*L*E= 2*p*E
    A= 2*100e-12*200e3= 4,00E-5 (Дж)= 40 (мкДж)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 5-й класс)
    Ответ отправлен: 09.02.2009, 23:38

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243287 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
    Здравствуйте, Улитина Наталья Владимировна!
    Решение:
    Дано: р=100пКл*м = 10^-10Кл*м; Е=200кВ/м = 2*10^5 В/м; α=180º.
    Работа внешних сил А связана с изменением потенциальной энергии ΔЕпот = Епот1 – Епот2, где Епот1 и Епот2 – потенциальные энергии системы соответственно в начальном и конечном состояниях. Так как потенциальная энергия диполя в электрическом поле выражается формулой Епот = -р*Е*cosα, то
    А = р*Е*(cos α0 – cos α) = р*Е*(cos 0º - cos 180º) = 2*p*E = 2*10^-10Кл*м*2*10^5 В/м =
    = 4*10^-5 Кл*В = 0,4*10^-6 Дж = 0,4 мкДж.
    Ответ: Работа внешних сил для поворота диполя составляет 0,4 мкДж.
    Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: Студент)
    Ответ отправлен: 10.02.2009, 00:35

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243292 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.063
    Доброго времени суток! Прошу помогите в решении. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны 100 В/м. Какую энергию переносит эта волна через площадку 50 см2, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны, за время t = 1 мин. Период волны T«t.
    Отправлен: 10.02.2009, 01:27
    Вопрос задал: Askon81 (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Askon81!
    В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна.
    Амплитуда напряженности электрического поля волны
    E0= 100 В/м.
    Какую энергию
    W=?
    переносит эта волна через площадку
    S= 50 см2= 50e-4 (м^2)
    расположенную перпендикулярно направлению распространения волны,
    за время
    t = 1 мин= 60 (сек)
    Период волны T«t.
    ___
    Если без вывода формулы интенсивности переноса энергии из основных законов, то просто.
    ___
    Интенсивность переноса энергии плоской волной
    I= (1/2)*e0*c*E0^2
    где
    e0= 8.854e-12 (Ф/м), электрическая постоянная
    с= 3e8 (м/сек), скорость света

    I= (1/2)*8.854e-12*3e8*100^2= 13,281 (Дж/(м^2*сек)) или (Вт/м^2)

    За время 't' будет перенесена энергия
    W= I*t*S= 13.281*60*50e-4= 4.0 (Вт)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 5-й класс)
    Ответ отправлен: 10.02.2009, 02:36

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243300 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.088
    Здравствуйте,эксперты. Вот вам задачки)))))
    1) Две одинаковые круглые пластины площадью S=400см^2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q1=400нКл,другой Q2=-200нКл. Определить силу F взаимного притяжения пластин,если расстояние между ними: а) r1=3мм; б) r2=10м

    2) По проводнику сопротивлением r=8 Ом течет равномерно возрастающий ток. За время t=8 с в проводнике выделилась теплота Q=500 Дж. Определить заряд q,протекающий за это время по проводнику. В момент времени,принятый за начальный,ток в проводнике был равен нулю.

    3) Воздух ионизируется рентгеновскими лучами. Определить удельную проводимость воздуха,если в объёме V=1 см^3 газа находится в условиях равновесия n=10^8 пар ионов.

    Если решите,то буду очень благодарен)))
    Отправлен: 10.02.2009, 13:02
    Вопрос задал: Алик К
    Всего ответов: 2
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
    Здравствуйте, Алик К!
    Решение:
    1) Дано: S = 400см^2 = 4*10^-2м^2; Q1 = 400нКл = 4*10^-7Кл; Q2 = -200нКл = -2*10^-7Кл;
    r1 = 3мм = 3*10^-3м; r2 = 10м; k0 = 9*10^9 Н*м^2/Кл^2 – электрическая постоянная.
    Сила взаимодействия двух круглых пластин: F = (k0*|σ1|*|σ2|)/r^2, где σ1 и σ2 – поверхностная плотность зарядов пластин, определяемая по формуле: σ = Q/S.
    Определим σ1 = Q1/S = (4*10^-7Кл)/(4*10^-2м^2) = 10^-5 Кл/м^2.
    Определим σ2 = Q2/S = (-2*10^-7Кл)/(4*10^-2м^2) = -0,5*10^-5 Кл/м^2.

    Определим силу взаимодействия F1 (случай r1 = 3мм):
    F1=(k0*|σ1|*|σ2|)/r1^2=(9*10^9 Н*м^2/Кл^2*10^-5 Кл/м^2*0,5*10^-5 Кл/м^2)/(3*10^-3м)^2 = 5*10^4 Н = 50кН.
    Определим силу взаимодействия F2 (случай r2 = 10м):
    F2=(k0*|σ1|*|σ2|)/r2^2=(9*10^9Н*м^2/Кл^2*10^-5 Кл/м^2*0,5*10^-5 Кл/м^2)/(100м^2) =
    = 4,5мН.
    Ответ: F1 = 59кН. F2 = 4,5мН.
    Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: Студент)
    Ответ отправлен: 10.02.2009, 21:36

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243358 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте Алик.
    ______________________________
    По-моему эксперт Скоморохов Владимир Иванович ошибся решая первую задачу.

    Причем у него неправильны оба варианта и (а) и (б).

    По-моему надо решать так:
    ____________________________________________
    1) Две одинаковые круглые пластины площадью
    S=400см^2= 4e-2 (м^2)
    каждая расположены параллельно друг другу.
    Заряд одной пластины
    Q1=400нКл
    другой
    Q2=-200нКл.
    Определить силу
    F=?
    взаимного притяжения пластин,если расстояние между ними:
    а) r1=3мм;
    б) r2=10м
    ___
    Диаметр пластин
    d= (4/pi)*sqrt(S)= (4/pi)*sqrt(4e-2)= 0.25 (м)

    В случае (а)
    d >> r1
    поэтому вычисления можно делать как для бесконечных плоскостей.

    А в случае (б)
    d << r2
    поэтому вычислять надо как для точечных зарядов
    ______
    а)
    Напряженность создаваемая первой пластиной
    E1= b/(2*e0)=(Q1/S)/(2*e0)= 400e-9/(2*4e-2*8.854e-12)= 5,65E5 (Н/Кл)
    здесь
    b= Q/S, плотность заряда на пластине (имеется в виду греческая "сигма малая")
    e0= 8.854e-12 (Ф/м), электрическая постоянная в системе СИ

    Сила действующая на заряд 'q' если на него действует поле напряженностью 'E'
    F= E*q
    F= E1*Q2= 5.65e5*(-200e-9)= -0,113 (Н), знак минус означает притяжение
    ______
    б)
    E1= Q1/(4*pi*e0*r2^2)= 400e-9/(4*pi*8.854e-12*10^2)= 36.0 (Н/Кл)

    F= 36.0*(-200e-9)= -7,20E-6 (Н)


    _____________________________________
    2)
    По проводнику сопротивлением
    r=8 Ом
    течет равномерно возрастающий ток. За время
    t=8 с
    в проводнике выделилась теплота
    Q=500 Дж.
    Определить заряд
    q=?
    протекающий за это время по проводнику.
    В момент времени,принятый за начальный,ток в проводнике был равен нулю
    I(0)= 0
    ___
    dQ= r*I^2*dt

    По условию задачи
    I= k*t

    dQ= r*k^2*t^2*dt

    интегрируя получим
    Q= r*k^2*(1/3)*t^3 (Дж)

    k= sqrt(3*Q/(r*t^3))= sq rt(3*500/(8*8^3))= 0,605 (А/сек)

    Следовательно
    I(8)= 0.605*8= 4,84 (А)

    Так как по условию ток растет равномерно, то для вычисления заряда его можно заменить средним током
    Isr= (I(0)+I(8))/2= 4.84/2= 2.42 (А)

    Искомый заряд
    q= Isr*t= 2.42*8= 19.4 (Кл)

    _____________________________________
    3)
    Воздух
    ионизируется рентгеновскими лучами.
    Определить удельную проводимость воздуха
    g=?
    если в объёме
    V=1
    газа находится в условиях равновесия
    n=10^8 (1/см^3)= 1e14 (1/м^3)
    пар ионов.
    ___
    Из справочника
    коэф. подвижности ионов при p= 1 атм и t= 18 oC
    азот
    b(+)= 1.27 (см^2/(сек*В))= 1.27e-4 (м^2/(сек*В))
    b(-)= 1.84 (см^2/(сек*В))= 1.84e-4 (м^2/(сек*В))

    кислород
    b(+)= 1.29
    b(-)= 1.79

    Так как воздух в основном состоит из азота, то использую числа для азота.
    Или можно уменшив точность принять
    b(+)= 1.3e-4 (м^2/(сек*В))
    b(-)= 1.8e-4 (м^2/(сек*В))
    _______
    Плотность тока в газе (при малых напряженностях)
    j= n*e*(b(+)+ b(-))*E

    Удельная проводимость
    g= j/E= n*e*(b(+)+ b(-))

    g= 1e14*1.60e-19*(1.27e-4+ 1.84e-4)= 5.0E-9 (См/м) или (1/(Ом*м))

    Редактирование по просьбе автора ответа.
    --------
    ∙ Отредактировал: Tigran K. Kalaidjian, Профессионал
    ∙ Дата редактирования: 11.02.2009, 10:03 (время московское)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 5-й класс)
    Ответ отправлен: 11.02.2009, 01:53

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243370 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вы имеете возможность оценить этот выпуск рассылки.
    Нам очень важно Ваше мнение!
    Оценить этот выпуск рассылки >>

    Отправить вопрос экспертам этой рассылки

    Приложение (если необходимо):

    * Код программы, выдержки из закона и т.п. дополнение к вопросу.
    Эта информация будет отображена в аналогичном окне как есть.

    Обратите внимание!
    Вопрос будет отправлен всем экспертам данной рассылки!

    Для того, чтобы отправить вопрос выбранным экспертам этой рассылки или
    экспертам другой рассылки портала RusFAQ.ru, зайдите непосредственно на RusFAQ.ru.


    Форма НЕ работает в почтовых программах The BAT! и MS Outlook (кроме версии 2003+)!
    Чтобы отправить вопрос, откройте это письмо в браузере или зайдите на сайт RusFAQ.ru.

    Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!

    Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТА
    на короткий номер 1151 (Россия)

    Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.

    Полный список номеров >>

    * Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи. (полный список тарифов)
    ** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
    *** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.


    © 2001-2009, 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: 5.13 от 01.12.2008

    Яндекс Rambler's Top100
    RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru
    RusIRC.ru | Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru

    В избранное