Вопрос № 124721: Какую силу надо приложить к вагону, чтобы он стал двигаться равноускоренно, и за время 30 секунд пршел путь 11м? Масса вагона равна 16 т. Во время движения на вагон действует сила трения, равная 0,05 от массы вагоны.
Решается по 2 Закону Нью...Вопрос № 124752: Здравсвуйте эксперты, помоги пожалуйства с задачкой:
Кинетическая энергия частицы окозало равной ее энергии покоя. Какова скорость это частицы?
тут надо решать:
mc^2=mv^2 /2
или надо как-то еще учесть релятивсткие явления? я в этом во...Вопрос № 124753: Здравсвуйте эксперты, помоги пожалуйства с задачкой:
как измениться энтропия 2 молей углекислого газа при изотермическом расширении, если обьем газа увеличивается в 4 раза? ...
Вопрос № 124.721
Какую силу надо приложить к вагону, чтобы он стал двигаться равноускоренно, и за время 30 секунд пршел путь 11м? Масса вагона равна 16 т. Во время движения на вагон действует сила трения, равная 0,05 от массы вагоны.
Решается по 2 Закону Ньютона.Что такое v0-? в задаче - это первоначальная скорость поезда или.....
Отвечает: Tribak
Здравствуйте, Галасун Надежда александровна!
Для начача определим с какам ускорением должен двигатьс вагон чтобы он прошел за t=30c расстояние S=11м
S=v0*t+(at^2)/2
v0 - скорость в момент начала отсчета (t=0), у нас по условию вагон покоялся, значит v0=0
S=(at^2)/2
2S=at^2
a=2S/t^2
теперь определим силу
Fтяг - сила с которой надо разгонять вагон
Fтр = 0.05*m- сила трения направления против движения
Ответ отправил: Tribak (статус: 8-ой класс)
Ответ отправлен: 25.02.2008, 10:38
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Галасун Надежда александровна!
Какую силу надо приложить к вагону, чтобы он стал двигаться равноускоренно, и за время 30 секунд прошел путь 11м? Масса вагона равна 16 т. Во время движения на вагон действует сила трения, равная 0,05 от массы численного значения массы вагоныа
(отредактировано мной: СВИ).
Дано: S =11м, t = 30с, vo = 0, m = 16т = 16*10^3 кг, Fтр = 0,05*m = 800H.
Основное уравнение кинематики: S = vo*t + a*t^2/2, (1)
где S – путь, проходимый телом, vo – начальная скорость, t – время, a – ускорение тела. Из уравнения (1) найдем ускорение: a = (2*S)/(t^2). (2)
В соответствии со 2-м законом Ньютона запишем уравнение движения вагона в проекциях на ось, совпадающую с направлением движения:
m*a = F – Fтр
Откуда: F = m*a + Fтр (3)
Подставив в (3) выражение для ускорения (2), получим расчетную формулу для искомой силы: F = m*(2*S)/(t^2) + Fтр
Произведем расчет искомой силы, подставив численные значения задачи:
F = ((2*16*10^3кг*11м)/(900с^2)) + 0,05*16*10^3 Н = 1191,1Н ≈ 1,2 кН.
Ответ: К вагону надо приложить силу 1,2 кН.
Отвечает: Попов Владимир Иванович
Здравствуйте, Галасун Надежда Александровна!
Задачка школьная.
В соответствии со вторым законом Ньютона равнодействующая всех приложенных к данному телу сил равна произведению массы тела на сообщённое ему ускорение. Тогда Fp# = F# + N# + Fтр# + mg# = ma#, где значок # - вместо значка вектора, Fp - равнодействующая приложенных сил, F - искомая сила тяги, N - сила реакции опоры, Fтр - сила трения, mg - сила тяжести, m - масса тела, a - сообщённое телу ускорение. В проекции на направление движения векторное уравнение второго закона Ньютона перепишется в следующем скалярном
виде : F - Fтр = ma. В проекции на вертикальную ось координат : N - mg = 0. Тогда N = mg, Fтр = kN = kmg, где k - коэффициент трения (по условию = 0,05). Окончательно, при подстановке силы трения в первое уравнение, получим : F - kmg = ma, тогда F = kmg + ma = m(kg + a). Ускорение можно найти по формуле пути, пройденного телом при равноускоренном движении : S = at^2 / 2, из которой at^2 = 2S, а = 2S / t^2. Окончательно, F = m(kg + 2S / t^2) = 16000 кг * ( 0,05 * 10 м/с.кв
. + 2 * 11 м / ( 30 с )^2 ) = 16000 кг * ( 0,5 м/с.кв. + 0,012 м/с.кв.) = 8192 Н = 8,2 кН.
--------- Physics forever !
Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 26.02.2008, 14:19
Отвечает: Kroco
Здравствуйте, Галасун Надежда александровна!
>>сила трения, равная 0,05 от массы вагоны - фраза некорректная.
Будем считать, что численно. => Fтр=0.05*16000=800 Н. (Если мы говорим о классической механике, и масса постоянна). По тексту задачи v0=0 м/с.
s=at^2/2; a=2s/t^2. Равнодействующая сила равна Fрав=F-Fтр
Fравн=ma; F=800+22*16000/900~1191.1 Н
>>Решается по 2 Закону Ньютона.
Второй закон Ньютона F=ma использовался нами.
Ответ: 1191.1 Н
>>Что такое v0-? в задаче
v0 - начальная скорость поезда. Но она не дана. А если она отлична от нуля и неизвестна по этим данным нельзя решить задачу однозначно.
Ответ отправил: Kroco (статус: 3-ий класс)
Ответ отправлен: 26.02.2008, 20:42
Вопрос № 124.752
Здравсвуйте эксперты, помоги пожалуйства с задачкой:
Кинетическая энергия частицы окозало равной ее энергии покоя. Какова скорость это частицы?
тут надо решать:
mc^2=mv^2 /2
или надо как-то еще учесть релятивсткие явления? я в этом вопросе не силен
Отправлен: 25.02.2008, 14:45
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Tribak!
Кинетическая энергия Т в релятивистском случае дается выражением:
T=m0*c^2(1/КОРЕНЬ(1-V^2/c^2)-1) (1)
где m0 - масса покоя частицы, V - её скорость, с - скорость света
Энергия покоя же равна
E=m0*c^2 (2)
Приравнивая правые части (1) и (2) получаем:
1/КОРЕНЬ(1-V^2/c^2)=2 (3)
Выражая из (3) скорость получаем: V=КОРЕНЬ(3)*c/2=2,598*10^8 м/с
--------- По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: 8-ой класс)
Ответ отправлен: 25.02.2008, 18:31 Оценка за ответ: 5
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Кинетическая энергия релятивистской частицы:
Wк = mо*с^2*((1/(√(1 – β^2)) – 1), (1)
где mо – масса покоя частицы, v – скорость частицы, β = v /c – относительная скорость частицы, с – скорость света, равная 3*10^8 м/с.
Энергия покоя частицы Епокоя = mо*v^2, соответствующая массе покоя. (2)
Приравняем (1) и (2) mо*с^2*((1/(√(1 – β^2)) – 1) = mо*v^2
(1/(√(1 – β^2)) – 1) = β^2;
1/(1 – β^2) = (β^2 + 1)^2;
1 = (β^2 + 1)^2*(1 – β^2);
1 = (1 – β^4)*(β^2 + 1);
0 = β^2 – β^6 – β^4;
β^4 + β^2 – 1 = 0, обозначим β^2 = х.
х^2 + х – 1 = 0, отсюда х = –1/2 ± √(1/4 + 1). Отрицательная скорость не возможна, поэто-му: х = –1/2 + 1,118 = 0,618. β^2 = 0,618. β = 0,786.
v = 0,786*c = 0,786*3*10^8 м/с = 2,358*10^8 м/с.
Ответ: Скорость частицы равна 2,358*10^8 м/с.
Отвечает: Попов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
В соответствии с формулой Эйнштейна, E = mc^2 - полная энергия частицы. Если частица движется, то, очевидно, что её полная энергия по определению будет суммой кинетической энергии и энергии покоя : E = T + m0*c^2, где m0 - масса покоя частицы. По условию задачи T = m0*c^2, тогда mc^2 = 2*m0*c^2, т.е. m = 2 m0. Далее следует использовать формулу для релятивистской массы : m = m0 / sqrt (1 - v^2/c^2), где sqrt - корень квадратный. Окончательно, m0 = m * sqrt (1 - v^2/c^2); sqrt (1 - v^2/c^2) = 0,5; 1 - v^2/c^2
= 0,25; v^2/c^2 = 1 - 0,25 = 0,75; v^2 = 0,75*c^2; v = с * sqrt (0,75) = 0,866*с = 2,6 * 10^8 м/с.
--------- Physics forever !
Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 26.02.2008, 14:37
Вопрос № 124.753
Здравсвуйте эксперты, помоги пожалуйства с задачкой:
как измениться энтропия 2 молей углекислого газа при изотермическом расширении, если обьем газа увеличивается в 4 раза?
Отправлен: 25.02.2008, 14:54
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Дано: Газ – СО2, µ = 44*10^–3 кг/моль, ν = 2 моль, V2/V1 = 4.
Изменение энтропии определяется формулой: ∆S = ∆Q/T.
Согласно 1-го закону термодинамики ∆Q = ∆U + А, где ∆Q – количество теплоты, полу-ченной газом; ∆U – изменение внутренней энергии газа; А – работа, совершаемая газом при изменении его объема.
Изменение внутренней энергии при изотермическом процессе равно 0. Поэтому ∆Q = А.
Работа, совершаемая азотом при нагревании в изотермическом процессе, равна:
А = р*∆V = (m/µ)*R*T*ln(V2/V1), где µ – молярная масса CO2, m – масса CO2, R – универ-сальная газовая постоянная, равная 8,31Дж/(моль*К).
∆S = A/T = (m/µ)*R*ln(V2/V1) = ν*R*ln(V2/V1)
Подставив численные значения задачи, найдем изменение энтропии CO2:
∆S = (2 моль*8,31Дж/(моль*К)*ln4 ≈ 23 Дж/К.
Ответ: Изменение энтропии СО2 при изотермическом расширении составляет 23 Дж/К.
Отвечает: Попов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
В соответствии с первым законом термодинамики количество теплоты, переданной газу, равно сумме изменения внутренней энергии газа и произведённой этим газом работы. Поскольку указанный в условии задачи процесс - изотермический, то внутрення энергия газа не изменяется ( delta U = 3 nR delta T = 0). Тогда количество теплоты будет равно работе газа при расширении, т.е. Q = A; ---> T*delta S = nRT*ln(V2/V1), где Q - количество теплоты, A - работа газа при изотермическом расширении, T - абсолютная температура газа,
delta S - изменение энтропии, n - число молей газа, R = 8,31 Дж/мольК - универсальная газовая постоянная, ln(V2/V1) - натуральный логарифм отношения конечного и начального объёмов газа. Таким образом, delta S = nR*ln(V2/V1) = 2 моль * 8,31 Дж/(моль К) * ln4 = 23 Дж/К.
--------- Physics forever !
Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 26.02.2008, 14:58
