Вопрос № 122642: Здраствуйте
Два точечных заряда которые находятся в воздухе на растоянии 5 см взаемодействуют с силой 120мкН .А когда их поместили в жидкий диелектрик на расстояние 0.1 м они взаемодействуют с 15мкН.Определить диеклектрическую проницательность ди...Вопрос № 122676: Здраствуйте
шарик масой 0.2 г имеет заряд 10^-6 Кл,он находиться в электрическом поле силовые линии которого направлены вертикально в верх.Напряжоность 4000 В/м .Определить величину и напрвление ускорения с которым будет двигаться шарик....Вопрос № 122680: Здравствуйте, уважаемые эксперты.
Помогите, пожалуйста, с решением двух задачек.
Задача 1
Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя 500К, температура охладителя 250К. Определить термический коэффициент по...Вопрос № 122713: Здравствуйте,уважаемые эксперты!!!Спасибо, что откликнулись на мою беду и помогли решить задачки!Не могли бы вы мне помочь еще разок? Мне нужно решить еще пару задач. У меня просто плохо с ускорением.Я очень надеюсь на вас!!!!Пожалуйста!!!...
Вопрос № 122.642
Здраствуйте
Два точечных заряда которые находятся в воздухе на растоянии 5 см взаемодействуют с силой 120мкН .А когда их поместили в жидкий диелектрик на расстояние 0.1 м они взаемодействуют с 15мкН.Определить диеклектрическую проницательность диелектрика.
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Бабич Илья Александрович!
Согласно закону Кулона сила взаимодействия между двумя точечными зарядами
F = ko*q1*q2/(ε*r^2), где q1 – величина 1-го точечного заряда, q2 – величина 2-го точечного заряда, r – расстояние между зарядами, ε – диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха =1(табличные данные)), ko = 1/(4*π*εo), εo – электрическая постоянная,
равная 8,854*10^–12Кл^2/(Н*м^2).
Запишем этот закон для двух разных случаев, снабдив их индексами 1 и 2
F1 = ko*q1*q2/(ε1*r1^2), (1)
F2 = ko*q1*q2/(ε2*r2^2), (2)
Разделив (1) на (2), получим, учтя, что ε1=1:
F1/F2 = (ε2*r2^2)/(r1^2),
Тогда ε2 = (F1/F2)*(r1/r2)^2 = (120мкН/15мкН)*(0,05м/0,1м) = 4,0
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 11.02.2008, 14:49 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: спасибо большое за помощь ;-)
Отвечает: Сухачев Павел Александрович
Здравствуйте, Бабич Илья Александрович!
Запишем Закон Кулона в общей форме:
F=k*q1*q2/(E*R^2)
E – диэлектрическая проницаемость среды
Для первого случая:
E=1;
F0=k*q1*q2/(1*R0^2) (1)
Для второго случая:
F1=k*q1*q2/(E*R1^2)
E=k*q1*q2/(F1*R1^2) (2)
Выразим из формулы (1):
k*q1*q2=F0*R0^2;
Подставим в формулу (2):
E=F0*R0^2/(F1*R1^2)
E=120*10^-6*5*10^-2/(15*10^-6*0.1)=4
Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент)
Ответ отправлен: 11.02.2008, 15:58 Оценка за ответ: 5
Это удивительно, но в обоих решениях все верно, кроме одинаковой ошибки в численной подстановке. А при замене r1 и r2 в выражении (r1/r2)^2 на их численные значения, пропало возведение в квадрат.
В итогое в ответе должно быть 2.
Ответ отправил: heap11 (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 12.02.2008, 01:48 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: спасибо что указали,а то вчера в спешке переписал,срочно надо было,головой не подумал даже и не проверил сам(
Вопрос № 122.676
Здраствуйте
шарик масой 0.2 г имеет заряд 10^-6 Кл,он находиться в электрическом поле силовые линии которого направлены вертикально в верх.Напряжоность 4000 В/м .Определить величину и напрвление ускорения с которым будет двигаться шарик.
Отвечает: Сухачев Павел Александрович
Здравствуйте, Бабич Илья Александрович!
Со стороны электрического поля на заряженный шарик будет действовать сила:
Fe=q*E;
Если заряд шарика позитивный, то сила будет действовать в направлении поля, если негативный, то – против. По условию задачи заряд позитивный.
На шарик также буде действовать сила притяжения:
Ft=m*g;
Пускай шарик будет двигаться вверх. Запишем Второй Закон Ньютона:
Fe-Ft=F;
q*E-m*g=m*a;
a=(q*e-m*g)/m;
a=(4*10^-3-1.96*10^-3)/0.2*10^-3=10.2 м/с^2;
Знак ускорения позитивный, значит шарик будет двигаться вверх.
Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент)
Ответ отправлен: 11.02.2008, 16:11 Оценка за ответ: 5
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Бабич Илья Александрович!
Дано: m = 0,2г = 0,2*10^–3кг; q = 10^–6Кл; Е = 4*10^3В/м.
На шарик действуют сила тяжести m*g(со стрелкой) и сила электрического поля Fэл(со стрелкой)
Fэл = q*E, где E – напряженность электрического поля, q – заряд шарика.
Согласно 2-му закону Ньютона: m*a = q*E –m*g (записано в проекциях на направление движения шарика).
Отсюда найдем ускорение a = (q*E –m*g)/m = q*E/m – g
Произведем вычисления a = (10^–6Кл*4*10^3В/м/0,2*10^–3кг) – 9,8 м/с^2 =10,2м/с^2
Ответ: Ускорение равно 10,2м/с^2 и направлено вверх (против сил тяжести).
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 13.02.2008, 12:59 Оценка за ответ: 5
Вопрос № 122.680
Здравствуйте, уважаемые эксперты.
Помогите, пожалуйста, с решением двух задачек.
Задача 1
Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя 500К, температура охладителя 250К. Определить термический коэффициент полезного действия цикла, а также работу газа при изотермическом расширении, если работа при изотермическом сдавливании 70Дж.
Задача 7
Поверхностная плотность заряда с бесконечной вертикальной плоскости равна 400мкКл/м^2. К плоскости на нитке подвешена заряженная частица, массой m=10г. Определить заряд частицы, если нитка образует с плоскостью угол фи=30град.
Отвечает: heap11
Здравствуйте, Голобок Сергей Анатольевич!
R - сила натяжения нити
φ - угол между ниткой и плоскостью ( = 30°)
P = mg - вес частицы ( = 0.01 * 9.81 н )
σ - поверхностная плотность заряда ( = 4 x 10ˉ⁴ Кл/м²)
ε0 = 8.854187817620 ×10ˉ¹² Кл²/нм³ — электрическая постоянная.
E = σ/2ε0 - напряженность поля равномерно заряженной плоскости
q - искомый заряд частицы
F = Eq - сила отталкивания частицы от плоскости ( заряд должен быть одного знака с плоскостью)
Условия равновесия : P = Rcos(φ) и F = Rsin(φ)
или , исключив Р имеем:
tg(φ) = F/P = Eq/mg = σq/2mgε0
q = 2mg*ε0* tg(φ) / σ ≈
≈ 2 * 0.01 * 9.81 н * 8.854 ×10ˉ¹² Кл²/нм² * 0.5774 / ( 4 x 10ˉ⁴ Кл/м²) ≈
≈ 2.5 x 10^(-9) Кл = 0.0025 мкКл
Ответ отправил: heap11 (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 12.02.2008, 01:33 Оценка за ответ: 5
Отвечает: Lang21
Здравствуйте, Голобок Сергей Анатольевич!
Задача 1
Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины равен (при T1 > T2):
к.п.д = (T1 - T2)/T1 = 1 - 250 К/500 К = 0.5.
Будем считать, что рабочим телом является идеальный газ. Как известно, внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, на изотермах внутренняя энергия не меняется, и работа равна теплу:
A1=Q1 (температура T1, расширение) и A2=Q2 (температура T2, сжатие).
Так как, согласно второму началу Q1/T1 = Q2/T2, то работа расширения равна
A1 = A2*(T1/T2) =70 Дж*(500 К/250 К) = 140 Дж
Ответ отправил: Lang21 (статус: 5-ый класс)
Ответ отправлен: 12.02.2008, 12:05 Оценка за ответ: 5
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Голобок Сергей Анатольевич!
Задача 1. Дано: Т1 =500К, Т2 = 250К, Асжат = 70Дж
Термический коэффициент полезного действия цикла Карно определяется
η = (Т1 – Т2)/Т1, где Т1 и Т2 – соответственно абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Отсюда: η = (500 – 250)/500 = 0,5.
Работа газа при изотермическом расширении определяется формулой:
Арасш = (m*R*T/µ)*ln(V2/V1), (1)
где m – масса газа, µ - молярная масса, R – универсальная газовая постоянная, T – абсо-лютная температура газа, V1 и V2 – соответственно начальный и конечный объемы газа.
Работа газа при изотермическом сжатии определяется формулой:
Асжат = (m*R*T/µ)*ln(V1/V2), (2)
При сжатии работа отрицательна, т.е. Асжат = –70Дж. (а не плюс!)
Разделив (1) на (2), получим:
Арасш = (Асжат*ln(V2/V1))/ln(V1/V2) = Асжат*(lnV2 – lnV1)/(lnV1 – lnV2) =
= – Асжат*(lnV2 – lnV1)/(lnV2 – lnV1) = – Асжат
Значит Арасш = – Асжат = – (–70Дж) = 70Дж.
Ответ: Термический коэффициент полезного действия цикла Карно равен 0,5.
Работа газа при изотермическом расширении равна 70Дж.
Задача 2. Дано: m = 10г = 0,01кг, σ = 400*10^–6 Кл/м^2 = 4*10^–4 Кл/м^2, φ =30º
На частицу действуют три силы: сила тяжести m*g(cо стрелкой), Fэл(со стрелкой) и сила натяжения нити Т(со стрелкой)
Cила Fэл, с которой заряженная плоскость действует на заряженную частицу, равна Fэл = Е*q, где Е – напряженность электрического поля, созданного плоскостью, Е = σ/(2*εо), q – заряд частицы, σ – поверхностная плотность заряда этой плоскости, εo – электрическая по-стоянная, равная 8,854*10^–12Кл^2/(Н*м^2).
Fэл = σ*q/(2*εо) (1)
Эта сила направлена перпендикулярно к плоскости. А сила тяжести направлена вниз па-раллельно плоскости. Векторы этих сил образуют прямоугольный треугольник с верши-ной при прямом угле 90º, где находится частица.
Из этого треугольника следует, что Fэл/m*g = tg 30º (2)
Сопоставляя (1) и (2) имеем: σ*q/(2*εо) = m*g*tg 30º .
Откуда q = m*g*tg 30º*2*εо/σ
Вычислим заряд частицы
q = 8,854*10^–12Кл^2/(Н*м^2)*(2*0,01кг*9,8м/с^2*(√3)/(3*4*10^–4) = 2,5 нКл.
Ответ: Заряд частицы равен 2,5 нКл
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 12.02.2008, 21:03 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Огромное спасибо за подробное решение!И за то, что нашли ошибку в моем решении
Вопрос № 122.713
Здравствуйте,уважаемые эксперты!!!Спасибо, что откликнулись на мою беду и помогли решить задачки!Не могли бы вы мне помочь еще разок? Мне нужно решить еще пару задач. У меня просто плохо с ускорением.Я очень надеюсь на вас!!!!Пожалуйста!!!
Приложение:
Отправлен: 11.02.2008, 19:40
Вопрос задала: Cholito (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Lang21
Здравствуйте, Cholito!
Задача 1.
В системе отсчета, движущейся с ускорением a, на любое тело действует сила инерции, равная -m*a, где m - масса тела. Если лифт движется вверх с ускорением a, вес груза, с учетом силы инерции, равен:
P1 = m*(g + a),
если вниз, то вес равен
P2 = m*(g - a).
Вычитая уравнения друг из друга, получим:
P1 - P2 = 2*m*a,
откуда
a = (P1 - P2)/(2*m) = 5Н/(2*5 кг) = 0,5 м/с^2
Ответ отправил: Lang21 (статус: 5-ый класс)
Ответ отправлен: 11.02.2008, 23:14
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Cholito!
Задача 1. Результирующая сила Fрез = m*а, действующая на груз, складывается из силы тяжести m*g(со стрелкой), направленной вниз и силы упругости F(со стрелкой) (динамо-метр показывает модуль этой силы), направленной вверх.
Воспользовавшись 2-ым законом Ньютона, запишем уравнение движения в проекциях на ось OY, направленную вверх:
Fу – m*g = m*а.
Учитывая, что Fу = Fразг, получим Fразгон = m*а + m*g.
Если лифт движется с замедлением, то Fрез = – m*а.
Уравнение движения в этом случае: Fу – m*g = – m*а
Fтормож = m*g – m*а.
По условию задачи Fразгон – Fтормож = m*а + m*g – m*g + m*а = 5 Н
2*m*а = 5 Н
Отсюда а = 5 м/с^2.
Ответ: Ускорение лифта равно 5 м/с^2.
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс)
Ответ отправлен: 14.02.2008, 03:12 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо большое!
