/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 410
от 20.01.2008, 06:35

Вопрос № 118.397

Здравствуйте эксперты, подскажите пожалуйста, на коай расстоянии L обычно помещают предмет по отнношению к линзе обьективу с фокусным расстоянием F в проекционном аппарате?

Отправлен: 14.01.2008, 11:08 Вопрос задал: Tribak (статус: 10-ый класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! F < L < 2*F - при этом изображение на экране будет больше предмета (диапозитива) примерно в F/(L - F) раз.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 14.01.2008, 12:47 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Для получения изображения в проекционном аппарате используется собирающая линзо-вая система – объектив. Предмет располагается перед объективом на расстоянии, состав-ляющем от одного до двух фокусных расстояний F < L < 2F. Основная формула линзы: 1/F = 1/L + 1/b , где L – расстояние до предмета, F – фокусное расстояние, b – расстояние до изображения.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 19.01.2008, 05:09

Вопрос № 118.399

Здравствуйте эксперты, подскажите пожалуйста, какие вещества из перечисленных ниже обычно используються в ядерных реакициях в качестве замедлителей нейтронов: 1-уран 2-графит 3-кадмий 4-тяжелая вода 5-бор 6-плутоний ответы: А) 1 и 6 Б)2 и 3 В)3 и 4 Г) 3 и 5 Д) 2 и 4

Отправлен: 14.01.2008, 11:12 Вопрос задал: Tribak (статус: 10-ый класс) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: gerhard Здравствуйте, Tribak! Правильный ответ д) - именно графит и тяжелая вода используются в качестве замедлителей, поскольку ядра замедлителя должны обладать малым сечением захвата нейтронов и большим сечением упругого рассеяния (при котором нейтрон теряет максимально много энергии), а этим условиям и соответсвуют графит и тяжелая вода --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: gerhard (статус: 4-ый класс) Ответ отправлен: 14.01.2008, 12:07 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! В ядерных реакторах в качестве замедлителей нейтронов используются графит и тяжелая вода. Потому правильный ответ Д) 2 и 4.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 16.01.2008, 12:25

Отвечает: Шемякина Анна Александровна Здравствуйте, Tribak! Ответ: Б) ниже обычно используются в ядерных реакциях в качестве замедлителей нейтронов используются графит и кадмий. Графитовые стержни вводятся в топливо для замедления реакции путём задерживания свободных нейтронов.

Ответ отправила: Шемякина Анна Александровна (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 17.01.2008, 22:48

Вопрос № 118.400

Здравсвуйте эксперты, помогите с задачкой: сопротивление гальвонометра Rг=680 Ом. Какое сопротивление (шунт) нужно подключить к нему, чтобы можно было измерить ток силой 2.5 А. Шкала гальвонометра расчитана на 300 мкА

Отправлен: 14.01.2008, 11:25 Вопрос задал: Tribak (статус: 10-ый класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Элементарно. Падение напряжения на гальванометре при токе 300 мкА или 0.3 мА: 680*0.3 = 204 мВ. Такое же д.б. и на шунте, но при токе через шунт 2.5 А или 2500 мА (вычитанием 0.3 мА заниматься не будем). Значит, сопротивление шунта: 204/2500 = 0.0816 Ом.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 14.01.2008, 12:32 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Шунтом называется сопротивление, подключаемое параллельно к амперметру (гальванометру). Так как амперметр и шунт соединены параллельно, то падения напряжения на них одинаковы, т.е. Iш*Rш =Iа*Rа , (1) где Iа – максимально допустимый через прибор ток, Rа – внутреннее сопротивление амперметра (гальванометра), Iш – ток, который необходимо измерить, Rш – сопротивление шунта. Кроме этого, I =Iа +Iш; I /Iа = n. Из этих уравнений находим: Rш =Rа/(n – 1). Следовательно, для расширения предела измерения амперметра (гальванометра) в n раз необходимо, чтобы сопротивление шунта было в (n – 1) раз меньше сопротивления прибора. Из соотношения (1) имеем: Rш =Rа*Iа/(Iш – Iа) = 680*300*10^–6/(2,5 – 300*10^–6) = = 0,204/2,4997= 0,0816 Ом. Ответ: К гальванометру необходимо подключить сопротивление (шунт) 0,0816 Ом

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 16.01.2008, 13:27

Вопрос № 118.418

Добрый день, уважаемые эксперты. Помогите решить пожалуйста такую задачу. ( Запутался, к какому процессу отнести). Задача:литр воды, находящейся при температуре t1 = 7° С, смешивают с 0,5 литрами воды, находящейся при температуре t2 = 97° С. Какой будет температура Т смеси? На сколько изменится энтропия воды? Заранее спасибо.

Отправлен: 14.01.2008, 13:17 Вопрос задал: Милевский Андрей Игоревич (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: gerhard Здравствуйте, Милевский Андрей Игоревич! Температура смеси ищется следующим путем: m*(T-t1)=0,5*m*(t2-T), где m - масса литра воды Из этого уравнения T=1/3*t2+2/3*t1=67 °С Что касается энтропии, затрудняюсь ответить, поскольку не располагаю уравнениями для нахождения энтропии воды. --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: gerhard (статус: 4-ый класс) Ответ отправлен: 14.01.2008, 15:13

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Милевский Андрей Игоревич! Составим уравнение теплового баланса: (m1*c1 + m2*c2)*tсмеси = (m1*c1*t1 +m2*c2*t2) Определим температуру смеси: tсмеси = (m1*c1*t1 +m2*c2*t2)/(m1c1 + m2*c2). (1) Здесь m1 =10^–3м^3*1000кг/м^3 =1кг. m2 =0,5*0^–3м^3*1000кг/м^3 = 0,5кг t1 = 7°С t2 = 97°С. c1 и c2 – удельные теплоемкости воды. Удельные теплоемкости твердых тел и жидкостей зависят от их температуры. Приведен-ные в таблицах значения относятся к температуре 20ºС, но их можно с достаточной точ-ностью применять при расчетах в интервале температур от 0ºС до 100ºС. Поэтому примем удельную теплоемкость воды равной 1ккал/(кг*К). Подставив численные значения задачи вычислим температуру смеси: tсмеси=(1кг*1ккал/(кг*К)*280К +0,5кг*1ккал/(кг*К)*370К)/(1кг1ккал/(кг*К)+0,5кг*1ккал/кг*К) tсмеси= (280 + 185)/1,5 = 310К. Таким образом температура смеси будет 310К. Или 37ºС. Система, состоящая из двух жидкостей, имеет энтропию, которая отсчитывается от ос-новного состояния, например 0ºС, равна сумме энтропий обоих жидкостей, отсчитывае-мых от этого основного состояния. Перед началом процесса смешения система имеет об-щую энтропию S1= J1*(dQ/T) + J2*(dQ/T) = J1*(m1*c*dT/T) + J2*(m2*c*dT/T) = = m1*c*ln(T1/T0) + m2*c*ln(T2/T0). Через J1 обозначен интеграл с пределами интегрирования от Т0 до Т1 Через J2 обозначен интеграл с пределами интегрирования от Т0 до Т2 После полного смешения общая энтропия системы будет выражаться соотношением: S2 = J3*(dQ/T) = J3*(m*c*dT/T) = m*c*ln(T/T0), где m = m1 + m2. Через J3 обозначен интеграл с пределами интегрирования от Т0 до Т. Общее изменение энтропии воды найдем по формуле: ∆S = S2–S1= m*c*ln(T/T0) –m1*c*dT/T– – m2*c*dT/T = m1*c*ln(T/T1) + m2*c*ln(T/T2) = ln(310/280) + ln(310/370) = ln1,1 +ln0,84 = 0,0953 – 0,1743 = –0,79 ккал/К = –0,79*4,19 Дж = –3,31Дж/К. Ответ: Температура смеси 310К. Изменение энтропии –3,31Дж/К.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 19.01.2008, 12:55

Вопрос № 118.426

Проверьте, пожалуйста, правильность решения задач Спасибо! Приложение: Задача 1 Диск радиусом R=0,2м обращается согласно уравнению фи=3-t+0.1t^3 / угол в рад ,час в сек./. Найти тангенциальное ускорение, нормальное ускорение и полное ускорение точек на поле диска в момент времени t=10с. Решение: W=фи/t, w=29, E=w/t, Е=6 E=at/r, at=E*R=6*0.2=1.2 An=w^2R=168.2 A полное=1.2+168.2=169.4 Задача 4 Балон объемом 20 л заполнен водородом при температуре 350К. Когда часть газа использовали, давление газа снизилось на 300кПа. Считая процесс изобарическим. определить массу использованного водорода. Решение: Pv=(m/M)RT m1=(P1VM)/RT m2(P2VM)/RT m1-m2=(300VM)/RT=(300*20*2)/8.31*350=4.13 кг Задача 5 Определить молярную массу газа, если уравнение его теплоемкостей Cp-Cv=2.08 кДж/кгК. Решение: Cv=i/2*r/M Cp=(I+2)/2*R/M Cp - Cv= (I+2)/2*R/M - i/2*r/M M=(R(i+2)/2-i/2)/ 2.08*10^3=3.99*10^-3 кг/моль

Отправлен: 14.01.2008, 13:57 Вопрос задал: Голобок Сергей Анатольевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Голобок Сергей Анатольевич! Задача 1. Полное ускорение определено неверно. Надо определять по формуле: Aполное = sqrt(An ^2 + at^2) = sqrt(168,2^2 + 1,2^2) = 168,204м/с^2. Задача 4. Решена верно. Задача 5. Имеются опечатки в решении. Вместо r надо R. Ответ должен быть: 2,97*10^-3 кг/моль.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 15.01.2008, 22:50

Вопрос № 118.448

Здравсвуйте эксперты, помогите с задачкой: электрическое поле созданно заряженым проводяшим шаром, потенциал которого ф=300В. Определить работу сли поля по перемещению заряда q=0.2мкКл из точки, отстоящей от поверхности на расстояние R, до точки отстоящей на растояние 3R

Отправлен: 14.01.2008, 16:57 Вопрос задал: Tribak (статус: 10-ый класс) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Дано: Потенциал шара 300В; заряд q=0.2мкКл; расстояние от поверхности шара до точки R и 3R. Из условия неясно чему равен радиус шара. Надо полагать, что радиус шара равен R. Из этого и будем исходить. Потенциал φ электростатического поля равномерно заряженного шара определяется фор-мулой: φ = k0*Q*r/R^2 , где k0 = 1/(4*π*ε0*ε) = 9*10^9 (В*м)/Кл , Q – заряд поверхности шара, R – радиус шара, r – расстояние от центра шара. Потенциал поля на расстоянии R от поверхности шара, т.е. при r = 2R найдем как: φ(R+R) =φ1 = k0*Q/(2*R). Потенциал поля на расстоянии 3R от поверхности шара, т.е. при r = 4R найдем как: φ(R +3R) =φ2= k0*Q/(4*R). Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда q из одной точки по-ля, имеющей потенциал φ1 в другую точку, имеющую потенциал φ2, равна: A = q*(φ1– φ2)= k0*q*Q*(1/(2*R) –1/(4*R)) = k0*q*Q*/(1/(4*R)) = k0*q*Q/4*R (1) Потенциал шара φ(R) = k0*Q*R/R^2 = k0*Q/R. Найдем Q/R = φ(R)/k0 (2) Подставим (2) в (1). Получим A = k0*q*Q/4*R = k0*q*φ(R)/(4*k0) = q*φ(R)/4 = 0,2мкКл*300В/4= 15 мкДж. Ответ: Работа равна 15 мкДж

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 16.01.2008, 16:08

Вопрос № 118.455

Здравствуйте, уважаемые эксперты, помогите пожалуйста с 3 задачками. Смотреть приложение. Приложение: 1. Материальная точка, подвешенная на невесомой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Определить максимальный угол α отклонения от положения равновесия, если при этом максимальном угле и при прохождении положения равновесия ускорения материальной точки равны по величине. 2. Однородный шар скатывается без скольжения с наклонной плоскости, образующей угол α = 45° с горизонтом. Определить время t скатывания, если длина наклонной плоскости l = 2,0 м. Силами трения пренебречь. 3. Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить скорость электрона от 0,40 с до 0,60 с ?

Отправлен: 14.01.2008, 17:55 Вопрос задал: ValZdoM (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, ValZdoM! 1. В положении равновесия материальная точка испытывает лишь центростремительное ускорение, равное: jц = V2/L (1), где V - скорость в положении равновесия, L - длина нити. Ускорение при максимальном угле α отклонения от положения равновесия равно: jα = g*SIN(α) (2). При движении к положению равновесия точка опускается на расстояние L*(1 - COS(α)); сила тяжести при этом совершает работу, равную m*g*L*(1 - COS(α)), которая превращается в кинетическую энергию точки, равную m*V2/2. Итак, m*V2/2 = m*g*L*(1 - COS(α)), или V2/L = 2*g*(1 - COS(α)) (3). В соответствии с условием и, принимая во внимание (1), приравниваем правые части (2) и (3): g*SIN(α) = 2*g*(1 - COS(α)), или SIN(α) = 2*(1 - COS(α) (4). Делаем замены (из тригонометрии): SIN(α) = 2*SIN(α/2)*COS(α/2); 1 - COS(α) = 2*(SIN(α/2))2; тогда (4) приобретает вид: 2*SIN(^ 5;/2)*COS(α/2) = 4*(SIN(α/2))2, или COS(α/2) = 2*SIN(α/2), откуда TAN(α/2) = 1/2 (5). Из (5) получаем ответ: α = 2*ATAN(1/2) = 0.9273 рад. Проверка: SIN(α) = 0.8; COS(α) = 0.6; 1 - COS(α) = 0.4; 0.8 = 2*0.4, что соответствует равенству (4); нить, вертикаль и горизонталь образуют "египетский треугольник" с соотношением сторон 3:4:5. 2. Момент инерции однородного шара Jш = 0.4*m*R2, где m - его масса, а R - радиус (см. Википедия); при качении, с учётом дополнительной инерции вращения, эквивалентная масса равна: mэ = m*(1 + Jш/R2) = m*(1 + 0.4) = 1.4*m (подробности в Приложении). Сила, действующая на шар: F = m*g*SIN(45°), а ускорение: j = F/mэ = g*SIN(45°)/1.4 = g/(1.4*√(2)) = 9.8/(1.4*√(2)) = 4.95 м/с2. Время t скатывания: t = √(2*l/j) = √(2*2/4.95) = 0.9 с. Приложение: Чтобы меньше возиться с переходом от вращательного движения к поступательному и обратно, умные люди придумали остроумный приём - вычислять «массу, приведенную к данному радиусу» вращающегося тела. Она определяется из уравнения: ωс*J = V<sup>2</sup>*M<sub>э</sub>, где ω - угловая скорость тела, J - его момент инерции, V = ω*R - линейная скорость точек тела, находящихся на расстоянии R от оси вращения; отсюда получаем: M<sub>э</sub> = J/R<sup>2</sup>.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 15.01.2008, 10:06 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, ValZdoM! 2. Кинетическая энергия шара складывается из кинетической энергии поступательного движения и кинетической энергии вращения, т.е. Екин = m*v^2/2 + Jω^2/2. Здесь J – момент инерции шара, равный Jшара = (2/5)*m*R^2. Следовательно, Екин = m*v^2/2 + J*(v^2/R^2)/2 = (m*v^2)/2 + (m*v^2)/5 = 0,7*m*v^2. Потенциальная энергия шара равна Епот = m*g*h* = m*g*l*sin45º Согласно закону сохранения Епот = Екин. 0,7*m*v^2 = m*g*l*sin45º 0,7*v^2 = g*l*sin45º. Откуда найдем скорость v = √((g*l*sin45º)/0,7) = 19,8м/с. Время скатывания τ = l/ v = 2м/(19,8м/с) = 0,1с. Ответ: Время скатывания равно 0,1с. 3. Выпишем необходимые для решения задачи табличные данные: m0 = 9,11*10^–31 кг –масса покоя электрона; с = 3*10^8 м/с – скорость света; 1эВ = 1,602*10^–19 Дж; β = v/c – отношение скорости движения релятивистской частицы к скорости света (для нашей задачи β = 0,4 и .β = 0,6. В релятивистской динамике кинетическая энергия частицы (в частности, электрона) вы-ражается уравнением: Екин = m0*c^2*((1/(√(1 – β^2)) – 1). (1) Вычислим ее при скорости движения электрона v = 0,4с Екин 1 = m0*c^2*((1/(√((1 – 0,16)) – 1) = m0*c^2* 0,09. Вычислим ее при скорости движения электрона v = 0,6с Екин 2 = m0*c^2*((1/(√((1 – 0,36)) – 1) = m0*c^2* 0,25. Изменение кинетической энергии ∆Екин = Екин 2 – Екин 1 = 0,16* m0*c^2. Это изменение должно компенсироваться работой А, которую надо затратить. А = 0,16* m0*c^2 = 0,16*9,11*10^–31*9*10^16 = 13*10^–15Дж. Ответ: Затраченная работа равна 13*10^–15Дж.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 19.01.2008, 16:47 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Отличный ответ, очень все подробно расписано и понятно даже для чайников.

Вопрос № 118.467

Дороброго времени суток! Помогите в решении задачи. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 15*10^ -21Дж. Концентрация молекул равна 9*10^19 см^ -3 . Определить давление газа.

Отправлен: 14.01.2008, 19:15 Вопрос задал: Верзаков Константин Александрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Верзаков Константин Александрович! Дано: Екин ср=15*10^–21Дж; n = 9*10^19*(1/см^3). Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории давление газа: p = n*k*T, (1) где n – число молекул в единице объема (концентрация молекул), Т – абсолютная температура, k – константа Больцмана, равная 1,38* 10^23 Дж/К. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа определяется формулой Екин ср = (3/2)*k*T. (2) Сопоставляя (1) и (2) получим: p = n*2*Екин ср/3 = (9/3)*10^19*10^6/(м^3)*2*15*10^–21Дж/м^3 =9*10^5 Па. Ответ: Давление газа составляет 9*10^5 Па.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 15.01.2008, 14:31 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Доброе время суток! Хорошо расписано сопоставление и в то же кратко.

Вопрос № 118.471

Доброго времени суток! Пожалуйста помогите решить задачу. Определить коэффициент диффузии гелия при давлении 1*10Па^6 и температуре 27 С.

Отправлен: 14.01.2008, 19:21 Вопрос задал: Верзаков Константин Александрович (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Верзаков Константин Александрович! Дано: р =10^6Па, t = 27ºС. T= 300K. Объект – Гелий. Молекулярная масса гелия М = 4*10^-3 кг/моль. Коэффициент диффузии газов определяется по формуле: D = (1/3)*<l>*vср Здесь: vср – средняя скорость движения молекул. Определяется по формуле: vср = √((8*R*T)/(π*M)) = √((8*8,31*300)/(3,14*4*10^–3)) = 1260 м/с <l> – средняя длина свободного пробега молекулы. vср– средняя скорость движения моле-кул. <l> = k*T/((√2)*d^2*π* р), где T – абсолютная температура, р – давление газа, d – эффек-тивный диаметр молекулы, k–константа Больцмана, равная 1,38*10^–23Дж/К, π – число 3,14. Эффективный диаметр молекулы определяется формулой: d = ((M/(ρ*NA))^1/3; (1) где ρ – плотность гелия, NA – число Авогадро, равное 6,02*10^23(1/моль) Плотность гелия ρ при температуре Т и давлении р найдем из уравнения Клапейрона – Менделеева: ρHe = (p*M)/(R*T) =10^6Па*4*10^-3 кг/моль/((8,31Дж/(моль*K))*300K) = 1,6 кг/м^3 Вычислим эффективный диаметр молекулы по формуле (1): d =(4*10^-3/((1,6*6,02*10^23))^(1/3) = 1,61*10^–9 м. Вычислим среднюю длину свободного пробега: <l> = (1,38*10^-23*300)/(1,414*2,6*10^–18*3,14*10^6 = 3,6*10^–10 м Тогда коэффициент диффузии: D = (1/3)*<l>*vср = 3,6*10^–10*1260 /3 =1,5*10^–7 м^2/c. Ответ: Коэффициент диффузии гелия равен 1,5*10^–7м^2/c.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 17.01.2008, 11:53 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Доброе время суток Владимер Иванович! Благодарю Вас за обьяснение каждого действие, дает понять то что написано в учебнике.

© 2001-2007, 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: 4.70 от 17.01.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru