Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RusFAQ.ru: Физика


Новое направление Портала RusFAQ.ru:
MosHoster.ru - Профессиональный хостинг

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RUSFAQ.RU

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 414
от 24.01.2008, 09:00

Администратор:Tigran K. Kalaidjian
В рассылке:Подписчиков: 125, Экспертов: 26
В номере:Вопросов: 5, Ответов: 8

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


Вопрос № 119122: ув эксперты помогите с задачей: в воду опустили на очень маленькую глубину стекляную трубку с диаметром 1мм. найти масу воды которая находится в трубке...
Вопрос № 119143: доброго времени суток, помогите пожалуйста с задачей: трубка имеет диаметр 2см. на конце трубки висит капля воды, которая в момент отрыва имеет форму шара. найти диаметр этого шара....
Вопрос № 119165: ув. эксперты, помогите плз: найти длину свободного пробега молекул азота если его динамическая вязкость равна 17мкПа ...
Вопрос № 119168: Уважаемые эксперты, ответьте мне пожалуйсто на несколько вопросов. 1) Почему маленькие капли ртути на стеклянной поверхности имеют почти сфорическую форму? 2) Почему у большой капли ртути на стеклянной поверхности форма сильно отличается от с...
Вопрос № 119174: Пожалуйста помогите!Буду рада любой помощи. вот ссылка http://i024.radikal.ru/0801/b3/89d603e99fb1.jpg...

Вопрос № 119.122
ув эксперты помогите с задачей:
в воду опустили на очень маленькую глубину стекляную трубку с диаметром 1мм. найти масу воды которая находится в трубке
Отправлен: 18.01.2008, 08:52
Вопрос задал: Черных С.И (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Черных С.И!
Высота подъема жидкости в капилляре
H = (2*σ*cosα)/(ρ*g*r)
Здесь σ – поверхностное натяжение воды, равное 72,58*10^–3 H/м; α – краевой угол на границе вода–стекло, равен 0; ρ – плотность воды, g – ускорение силы тяжести; r – радиус капилляра.
Масса воды определим как mводы = ρ*Vводы.
Vводы = (π*d^2/4)*H
Масса воды mводы = ρ*(π*d^2/4)*(2*σ)/(ρ*g*r) кг. Подситайте, пожалуйста, сами, ато у меня не хватает времени.
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 23.01.2008, 08:30


Вопрос № 119.143
доброго времени суток, помогите пожалуйста с задачей:
трубка имеет диаметр 2см. на конце трубки висит капля воды, которая в момент отрыва имеет форму шара. найти диаметр этого шара.
Отправлен: 18.01.2008, 11:01
Вопрос задал: Черных С.И (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: gerhard
Здравствуйте, Черных С.И!

На каплю в момент отрыва действуют уравновешивающие друг друга сила тяжести и сила поверхностного натяжения.
Сила поверхностного натяжения равна
Fпн=2*Pi*r*sigma*sin(fi) (1),
где sigma - коэффициент поверхностного натяжения, который для воды равен sigma=73*10^-3 Н/м, fi - угол с вертикалью от центра капли к краю трубки, для синуса которого имеется выражение:
sin(fi) = r/КОРЕНЬ(r^2 + R^2) (2), где R - радиус капли, r - радиус трубки
С учетом того, что масса капли есть произведение плотности воды ro=1000 кг/м^3 на объём шара 4/3*pi*R^3 выражение для силы тяжести имеет вид:
F=4/3*pi*R^3*ro*g (3), где g=9,8 - ускорение свободного падения
Подставив (2) в (1) и приравняв получающееся выражение с (3) имеем уравнение:
pi*r*sigma*r/КОРЕНЬ(r^2 + R^2)=4*pi*R^3*g*ro/3 (4)
Если полагать, что R^2 >> r^2 (а иначе возникает очень сложное уравнение), (4)упростится до
r^2*sigma=2*R^4*g*ro/3 (5)
откуда выражаем рад иус капли:
R=(3*r^2*sigma/(2*g*ro))^1/4
Учитывая, что радиус - половина диаметра: d=r/2 вычислим диаметр капли:
D=2*(3*(1*10^-2)*73*10^-3/(2*9,8*10^3))^1/4=2,59*10^-2=2*1,83=3,66 см

Исправлено двойное обращение.
-----
∙ Отредактировал: Агапов Марсель (Профессор)
∙ Дата редактирования: 20.01.2008, 13:58

---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: gerhard (статус: 5-ый класс)
Ответ отправлен: 20.01.2008, 13:55

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Черных С.И!
Условие равновесия для капли: σ*πdтрубки = m*g, (1) где σ – поверхностное натяжение воды, равное 72,58*10^–3Н/м, πdтрубки – периметр нижнего сечения трубки, m – масса капли, g – ускорение силы тяжести.
Найдем массу капли m = σ*π*dтрубки/g = 72,58*10^–3Н/м*π*2*10^–2м/(9,8м/с^2) =
= 46,5* 10^–5 кг. (2)
С другой стороны, m = ρводы*Vшара = ρводы*4*π*r^3/3 (3)
Приравняв (2) и (3), получим: σ*π*dтрубки/g = ρводы*4*π*r^3/3
Отсюда найдем: r^3 = (σ* dтрубки/g)/(ρводы*4*π*/3) = (72,58*10^–3Н/м*2*10^–2м)/(10^3*4/3)
Окончательно r = (1,09*10^–6)^(1/3) = 4,77см.
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 23.01.2008, 09:58


Вопрос № 119.165
ув. эксперты, помогите плз:
найти длину свободного пробега молекул азота если его динамическая вязкость равна 17мкПа
Отправлен: 18.01.2008, 12:35
Вопрос задал: Черных С.И (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Черных С.И!
Дано: Газ – Азот, молярная масса азота равна 28*10^–3 кг/моль, η = 17мкПа.
Согласно элементарной кинетической теории внутреннее трение (вязкость):
η = vср*ρ*<l>/3 (1)
Здесь: <l> – средняя длина свободного пробега молекул азота.
vср – средняя скорость движения молекул азота. vср = √((8*R*T)/(π*μ)).
ρ – плотность азота.
Из (1) получим <l> =(3*η)/(vср*ρ)
Из таблично заданной зависимости η =f(T,р), можно найти температуру и давление газа, по которым находятся vср = √((8*R*T)/(π*μ)) (2) и плотность азота ρ при температуре Т и давлении р из уравнения Клапейрона – Менделеева:
ρазота = (p*μ)/(R*T). (3)
Так из таблиц следует, что вязкость азота со значением 17мкПа соответствует температуре 293К и давлению р =101,3 кПа.
Подставив эти значения р, Т в формулы (2) и (3), получим:
ρазота = (101,3кПа*28*10^-3 кг/моль/((8,31Дж/(моль*K))*293K) = 1,165 кг/м^3
vср = √((8*8,31*293)/(π*μ)) = 470,7 м/с.
Откуда по формуле <l> =(3*η)/(vср*ρ) определим
<l> =(3*17*10^–6)/(470,7*1,165) = 0,93*10^-9 м =0,93нм.
Ответ: средняя длина свободного пробега молекул азота равна 0.93нм.
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 19.01.2008, 02:25


Вопрос № 119.168
Уважаемые эксперты, ответьте мне пожалуйсто на несколько вопросов.
1) Почему маленькие капли ртути на стеклянной поверхности имеют почти сфорическую форму?
2) Почему у большой капли ртути на стеклянной поверхности форма сильно отличается от сферической?
3) Почему маленькая капля воды на стеклянной поверхности не сохраняет сферическую форму?
Заранее спасибо!
Отправлен: 18.01.2008, 13:00
Вопрос задал: Pzk07
Всего ответов: 2
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21
Здравствуйте !

Вопросы 1) и 2).

Энергия капли ртути складывается из ее энергии в поле тяжести (потенциальной энергии) и
энергии поверхностного натяжения.
Потенциальная энергия равна
Eп = m*g*h = p*V*h*g,
где h-высота центра тяжести, p-плотность, V -объем, g - ускор. своб. падения.
Энергия поверхностного натяжения равна
Eн = S*sigma,
где S - площадь поверхности, sigma - удельная энергия пов. натяжения.
Для капель разного размера но фиксированной формы:
V ~ L^3, h ~ L, S ~ L^2,
где L - характерный размер капли, а знак "~" означает пропорциональность.
Следовательно,
Eп ~ L^4, а Eн ~ L^2.
При уменьшении размера капли Eп уменьшается гораздо быстрее, чем Eн.
Например, если уменьшить размер в 10 раз, Eп уменьшится в 10000 раз, а Eн - в 100 раз
Это значит, что для капель достаточно малого размера энергией в поле силы тяжести можно пренебречь.
Минимум энергии поверхностного натяжения соответствует минимальной площади поверхности при фиксированном объеме, поэтому маленькие капли имеют сферическую форму.
Для капель большого размера энергия в поле силы тяжести не мала, она стремится понизить высоту центра тяжести, и капли растекаются или оказываются сплюснутыми.

Вопрос 3).

Для воды удельная энергия границы вода-стекло меньше, чем удельная энергия границы вода-воздух, поэтому капля воды может уменьшить энергию поверхностного натяжения, уменьшая площадь границы вода-воздух за счет увеличения площади границы вода-стекло ("смачивая" стекло). Отсюда несферическая форма капель воды.
Ответ отправил: Lang21 (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 22.01.2008, 09:40

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, !
1) У ртути очень большое поверхностое натяжение; оно стремится уменьшить поверхность капли до минимума, а сфера имеет при данном объёме наименьшую поверхность.
2) Ртуть очень тяжёлая, вес капли пропорционален объёму и по мере увеличения размера капли всё в большей степени преодолевает поверхностое натяжение.
3). А вот это уже зависит от степени чистоты стеклянной поверхности. На абсолютно чистой - капель вообще не образуется - вода смачивает всю поверхность, растекаясь тонким равномерным слоем (так химики проверяют чистоту стеклянной посуды). Но в быту обычно на стекле имеются невидимые глазу пятна жира - чистые участки вода смачивает, а на жирные не проникает - вот и получается неправильная форма (кстати, на жирной стеклянной посуде капли воды имеют сферическую форму)
Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист)
Ответ отправлен: 22.01.2008, 09:52


Вопрос № 119.174
Пожалуйста помогите!Буду рада любой помощи.
вот ссылка
http://i024.radikal.ru/0801/b3/89d603e99fb1.jpg
Отправлен: 18.01.2008, 13:53
Вопрос задала: Covenchyk Nastia Nikolaevna (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: gerhard
Здравствуйте, Covenchyk Nastia Nikolaevna!
Ваши задачки весьма простые
1) Запишем 2-ой закон Ньютона F=m*a, где F - действующая сила, m - масса тела, на которое действует сила и a - ускорение этого тела для двух рассматриваемых в задаче случаев:
F=m1*a1 (1)
F=m2*a2 (2)
Деля (2) на (1) выражаем a2: a2=a1*m1/m2=5*10/20=2,5 м/с^2
2) решение очень похоже на решение 1-ой задачи, только теперь постоянная масса тела, а меняется действующая сила:
F1=m*a1 (1)
F2=m*a2 (2)
Снова деля (2) на (1) выражаем a2: a2=a1*F2/F1=0,5*60/15=2 м/с^2
3) Согласно 2-му закону Ньютона в импульсной формулировке:
F*t=m*V, где F- искомая сила удара, t - длительность удара, m - масса тела, V - приобретаемая им после удара скорость; выражаем F:
F=m*V/t=0,2*20/0,02=200 Н
4) Сила ищется согласно закону Гука: |F|=k*x=100*1000*0,001=100 Н
Примечание: в ходе подстановки чисел 100 кН/м было переведено в 100*1000 Н/м, а 1 мм в 0,001 м
5) При движении в любом ускоряющемся объекте, в частности, в ракете вес складывается из силы тяжести и "силы инерции" m*a (где a - ускорение, m - масса тела); поскольку ракета движется вверх, сила инерции направлена против силы тяжести, поэтому результирующая ищется как:
P=m*a-m*g=m*(a-g)=80*(20-9,8)=816 Н
---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: gerhard (статус: 5-ый класс)
Ответ отправлен: 18.01.2008, 16:54

Отвечает: Kroco
Здравствуйте, Covenchyk Nastia Nikolaevna!
Соглашусь с предыдущим экспертом по поводу решения первых 4-х задач, но 5-ая решается иначе. 816 Н - почти такой же вес, как если бы космонавт был в покое.

Решаем так:
На космонавта действуют две силы - нормальная реакция опора и сила тяжести (конечно если ракета летит вверх), запишем второй закон Ньютона:
N-mg=ma; => N=m(g+a)
Искомый вес P равен по модулю N и противоположен по направлению. Откуда:
P=80(9.8+20)=2384 Н (при g=9.8), что и является верным ответом, т.к. космонавт испытывает перегрузку.
Ответ отправил: Kroco (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 23.01.2008, 12:17


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.


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

В избранное