/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 480
от 06.04.2008, 06:35

Вопрос № 129.887

при силе тока 3А во внешней цепи батареи выделяется мощность 18 Вт, при силе тока 1А - 10Вт. Определить ЭДС источника, его внутренне сопротивление и силу тока короткого замыкания, а также максимальное количество тепла, которое может выделится за 1 с во внешней цепи данного источника.

Отправлен: 31.03.2008, 15:17 Вопрос задал: Андрей Николаевич Н. (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Андрей Николаевич Н.! Задача решается просто в уме, если: а) сначала определить напряжения внешней цепи, для чего соответствующую мощность разделить на соответствующую силу тока: U1 = 18/3 = 6 В; U2 = 10/1 = 10 В; б) определить внутреннее сопротивление источника по формуле: rвн = (U2 - U1)/(I1 - I2) (1) = (10 - 6)/(3 -1) = 2 Ом; (доказательство формулы (1): напишем уравнения: E - rвн*I1 = U1 (2); E - rвн*I2 = U2 (3) и вычтем (2) из (3): rвн*(I1 - I2) = U2 - U1 (4), откуда легко получить формулу (1), которую и запомнить); в) вычислить ЭДС источника: E = U2 + I2*rвн = 10 + 1*2 = 12 В; г) определить силу тока короткого замыкания: Iкз = E/rвн = 12/2 = 6 А; д) определить также максимальное количество тепла, которое может выделится за 1 с во внешней цепи данного источника, (иными словами, максимальную мощность) по формуле: Pмакс = E2/(4*rвн) (4) = 122/(4*2) = 18 Вт. (Доказано, что максимальная мощность во внешней цепи данного источника получается, когда сопротивление внешней цепи батареи равно её внутреннему сопротивлению, откуда и выводится формула (4)

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.04.2008, 06:30

Вопрос № 129.888

Две батареи (Е1 = 10В, Е2 = 8В, r1 = 1Ом и r2 = 2 Ом) соединены одноименными полюсами и замкнуты на реостат сопротивлением R=6Ом. Определить силу тока в реостате и мощность, выделяемую на нем.

Отправлен: 31.03.2008, 15:21 Вопрос задал: Андрей Николаевич Н. (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Trifolium Здравствуйте, Андрей Николаевич Н.! Рисуем таким образом, чтобы положительные полюса батарей были справа. От этих полюсов первой и второй батарей пускаем токи соответственно I и I1 в направлении узла, и ток I2 - от узла. Тогда по первому правилу Кирхгофа I + I1 - I2 = 0 (1). Условимся обходить контуры по часовой стрелке. Тогда согласно второму правилу Кирхгофа I r1 - I1 r2 = E1 - E2 (2), I1 r2 + I2 R = E2 (3), где были соблюдены следующие правила знаков: - если направление тока совпадает с выбранным направлением обхода контура, то соответствующее падение напряжения I R берется со знаком "+", в противном случае - со знаком "-"; - Если при обходе контура батарея проходится в направлении от отрицательного полюса к положительному, то соответствующая ЭДС берется со знаком "+", в противном случае - со знаком "-". Таким образом, имеем систему трех уравнений, из которых надо выудить I2. Разделим (2) на r1: I -I1 r2/r1 = (E1 - E2)/r1 и вычтем из него почленно (1). Получим: I2 - I1 - I1 r2/r1 = (E1 - E2)/r1 (4). Из (3) I1 = (E2 - I2 R)/r2 (5). Подставим (5) в (4). Будем иметь: I2 - (E2 - I2 R)(r1 + r2)/r1 r2 = (E1 - E2)/r1 или I2 r1 r2 - E2 r1 - E2 r2 + I2 r1 R + I2 r2 R = (E1 - E2)r2 I2(r1 r2 + (r1 + r2)R) = E1 r2 + E2 r1, откуда I2 = (E1 r2 + E2 r1)/(r1 r2 + (r1 + r2)R) = (10*2 + 8)/(2 + 3*6) = 1.4 A. Мощность, выделяемая на реостате, P = I2^2 R = (1.4)^2*6 = 11.76 Вт.

Ответ отправил: Trifolium (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 16:30

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Андрей Николаевич Н.! Сюда прямо "просится" метод "узлового потенциала". В общем виде это так: а) обозначаем потенциал одной точки ("узла") соединения одноименных полюсов относительно точки соединения противоположных полюсов через φ; б) для каждой ветви направление тока I от "узла" принимаем за положительное и пишем уравнения закона Ома с учётом наличия ЭДС: (φ - Е1)/r1 = I1 (1а); (φ - Е2)/r1 = I2 (1б); φ/R = IR (1в); в) написав для "узла" уравнение 1-го закона Кирхгофа: I1 + I2 + IR = 0 (2) и подставив в (2) значения из (1а - в), решаем полученное уравнение: (φ - Е1)/r1 + (φ - Е2)/r2 + φ/R = 0 (3) относительно φ. Но удобство метода особенно наглядно демонстрируется, когда в уравнение сразу подставляют числа: (φ - 10)/1 + (φ - 8)/2 + φ/6 = 0; умножаем на 6 и раскрываем скобки: 6*φ - 60 + 3*φ - 24 + φ = 0; группируем члены с множителем φ в левой части, остальные в правой: 10*φ = 84, откуда φ = 8.4 В(ольт). Теперь из (1в): IR = 8.4/6 = 1.4 А, а мощность P = φ*IR =8.4*1.4 = 11.76 Вт.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 02.04.2008, 05:16

Вопрос № 129.890

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помгите пожалуйста решить задачу: 1,23 Тело брошено с балконеа вертикально вверх со скоростью 10 м/с. высота балкона над землей 12,5 м. написать уравнение движения и определить среднюю путевую скорость <V> с момента бросания до момента падения на землю. Спасибо

Отправлен: 31.03.2008, 15:46 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Движение будет равнопеременным с ускорением g; общее выражение для зависимости координаты от времени т.е. уравнение движения при таком движении выглядит как: y(t)=y0+V0*t-g*t2/2 (1) где y0=12,5 м - высота балкона Знак "-" перед g поскольку ускорение свободного падения g направлено противоположно начальной скорости V0 Скрость же дается зависимостью: V(t)=V0-g*t (2) В момент, когда V0 станет равна g*t тело остановится (верхняя точка подъёма), после чего скорость сменит знак, что следует понимать как то, что тело начнет падать вниз. Т.е. движение тела можно разбить на 2 этапа: 1) до остановки 2) после остановки Приравнивая праую часть (2) нулю находим время to остановки: to=V0/g=10/10=1 c. Теперь найдем время, которое понадобилось телу, чтобы пройти путь от верхней точки подъёма до земли. Этот путь l состоит из высоты балкона y0 и пути l1, пройденного до остановки: l=y0+l1 (3) l1 можно найти по формуле для равнозамедленного движения: l1=V02/(2*g)=100/2*10=5 м Таким образом с учетом (3) получаем, что l=12,5+5=17,5 м Поскольку тело из верхней точки падало с нулевой начальной скоростью, для пути l можно записать: l=g*t2/2 (4) откуда находим время равноускоренного падения: t=КОРЕНЬ(2*l/g)=1,87 с Наконец, находим среднюю путевую скорость, которая равна отношению суммарного пути, пройденного телом к суммарному времени его движения: <V>=l1+l/(to+t)=2*l1+y0/(to+t)=2*5+12,5/(1+1,87)=7,84 м/с --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 31.03.2008, 17:25

Вопрос № 129.894

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите пожалуйста решить задачу на криволинейные движения 1,26 Материальная точка движется по плоскости согласно уравнению r(t)=iAt^3+jBt^2. Написать зависимости: 1) v(t), 2) a(t).

Отправлен: 31.03.2008, 15:55 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! По определению мгновенная скорость определяется как v(t)=dr/dt, а ускорение a(t)=dv/dt, поэтому найдем первую и вторую производную от r(t) v(t)=(iAt^3+jBt^2)'=i3At^2+j2Bt a(t)=(iAt^3+jBt^2)''=(i3At^2+j2Bt)'=i6At+j2B

Ответ отправил: DrMeks (статус: 4-ый класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 16:36

Вопрос № 129.895

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите пожалуйста решить задачу на криволинейные движения 1.27 Движение материальной точки задано уравнением r(t)=A(i*coswt+j*sinwt), где А=0,5мб w(омега)=5 рад/с. Начертить траекторию точки. определить модуль скорости |V| и модуль нормального ускорения |an|.

Отправлен: 31.03.2008, 15:58 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Trifolium Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Согласно приведенному уравнению координаты материальной точки меняются со временем по гармоническому закону: x = A coswt, y = A sinwt. Отсюда (x/A)^2 + (y/A)^2 = (coswt)^2 + (sinwt)^2 = 1 или x^2 + y^2 = A^2, т.е. траектория представляет собой окружность радиусом A = 0.5 м с центром в начале координат. Модуль скорости V = sqrt(Vx^2 + Vy^2), где Vx = dx/dt = - A w sinwt, Vy = dy/dt = A w coswt. Следовательно, V = sqrt((A w)^2((sinwt)^2 + (coswt)^2)) = A w = 0.5*5 = 2.5 м/c. Нормальное ускорение an = V^2/r, где r = A - радиус окружности. Имеем: an = (A w)^2/A = A w^2 = 0.5*25 = 12.5 м/с^2

Ответ отправил: Trifolium (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 16:55

Вопрос № 129.905

Здравствуйте. Посмогите пожалуйста решит задачу по теме криволинейные движения. 1,29 Точка движется п окривой с постоянным тангенсальным ускорением а(тау)=0,5 м/с^2. Определить полное ускорение а точки на участке кривой с радиусом кривизны R=3м, еслми точка движется на этом участке со скоростью v=2 м/с

Отправлен: 31.03.2008, 16:35 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Полное ускорение определяется как a=корень(a(n)^2+а(тау)^2) a(n)-нормальное ускорение a(n)=v^2/R a(n)=2^2/3=4/3 a=корень((4/3)^2+(1/2)^2)=корень(16/9+1/4)=1.42 м/с^2

Ответ отправил: DrMeks (статус: 4-ый класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 16:47 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо за ответ

Отвечает: Tribak Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Полное ускорение - это сумма тангенциального и нормального ускорения, причем они всегда направлены перпендикулярно, тоесть: a(пол)=sqrt( [(a(тау)]^2 + [a(нор)]^2 ) (*) тангенциальное ускорение у вас дано: а(тау)=0,5 м/с^2 а нормальное ускорение находим по формуле: a(нор)=v^2 /R=4/3 м/с^2 подставляем в формулу (*) получаем a(пол)=1.424 м/с^2

Ответ отправил: Tribak (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 16:52 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Зе бест ответ

Отвечает: Kroco Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Найдем центростремительное ускорение по формуле aц=v^2/R; ац=4/3 м/с. Полное ускорение aп. aп=sqrt(aц^2+aт^2); ап=sqrt(73)/6. Ответ: ап=sqrt(73)/6 м/с^2.

Ответ отправил: Kroco (статус: 3-ий класс) Ответ отправлен: 01.04.2008, 14:07 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо

Вопрос № 129.908

Здравствуйте. Посмогите пожалуйста решит задачу по теме криволинейные движения. 1.31 По окружности радиусом 5 м равномерно движется материалная точка со скоростью 5 м/с. Построить графики зависимости длтины пути s и модлуя перемещения от времени. В момент времени принятый за начальный (t=0), s(0) и |дельта r(0)| считать равными нулю

Отправлен: 31.03.2008, 16:43 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! С пройденным путем все просто - движение по окружности равномерное, => s=v*t s=5*t - зависимость линейная, проходит через начало координат. Зависимость модуля перемещения найдем так. Пусть при t=0, точка имеет координаты x0=R, y0=0, движение происходит по часовой стрелке (хотя это не так важно) Запишем зависимости координат от времени при равномерном движении по окружности x=Rcos(wt) y=Rsin(wt), w - угловая скорость, связана с линейной соотношением w=v/R |дельта r| будем обозначать dr dr=корень[(x-x0)^2+(y-y0)^2] Подставим x и y dr=корень[(Rcos(wt)-R)^2+(Rsin(wt)-0)^2] dr=корень[R^2*(cos(wt))^2-2R^2*cos(wt)+R^2+R^2*(sin(wt))^2] dr=корень[R^2*((cos(wt))^2-2*cos(wt)+1+(sin(wt))^2] dr=корень[R^2*((cos(wt))^2-2*cos(wt)+1+(sin(wt))^2] (cos(wt))^2+(sin(wt))^2=1 (тригонометрия) dr=корень[R^2*((1-2*cos(wt)+1] dr=корень[R^2*(2-2*cos(wt))] dr=R*корень[2-2*cos(wt)] dr=5*корень[2-2*cos(t)] Вставьте данные из приложения в excel и постройте диаграмму - будет график. Можно поиграть с интервалами времени, чтобы получить более четкую картину. Вообще период обращения T=2*Pi*R/v=6.28 с Приложение: 0 0 0,2 0,998334166 0,4 1,986693308 0,6 2,955202067 0,8 3,894183423 1 4,794255386 1,2 5,646424734 1,4 6,442176872 1,6 7,173560909 1,8 7,833269096 2 8,414709848 2,2 8,912073601 2,4 9,32039086 2,6 9,635581854 2,8 9,8544973 3 9,974949866 3,2 9,99573603 3,4 9,916648105 3,6 9,738476309 3,8 9,463000877 4 9,092974268 4,2 8,632093666 4,4 8,084964038 4,6 7,457052122 4,8 6,754631806 5 5,984721441 5,2 5,155013718 5,4 4,273798802 5,6 3,349881502 5,8 2,392493292 6 1,411200081 6,2 0,415806624 6,4 0,583741434 6,6 1,577456941 6,8 2,55541102 7 3,507832277

Ответ отправил: DrMeks (статус: 4-ый класс) Ответ отправлен: 31.03.2008, 18:13

Вопрос № 129.909

Здравствуйте. Помогите пожалуйста решить задачу по теме криволинейные движения. 1,32 За время 6 с точка прошла путь, равный половине длины окружности радиусом 0,8 м. Определить среднюю путевую скорость за это время и модуль вектора средней скорости

Отправлен: 31.03.2008, 16:46 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Средняя путевая скорость <V> равна отношению пути, пройденного точкой ко времени его прохождения; учитывая, что путь - половина окружности, т.е. дуга длиной pi*R (R=0,8 м - радиус окружности): <V>=2*pi*R/t=2*3,14*0,8/6=0,84 м/с Модуль V вектора средней скорости равен отношению модуля перемещения, которое представляет собой диаметр окружности 2*R ко времени движения: V=2*R/t=2*0,8/6=0,27 м/с --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 04.04.2008, 16:58 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо

Вопрос № 129.913

Здравствуйте, помогите решить задачу. 1,36 Движение точки по кривой задано уравнением x=A1t^3 и y=A2t, где А1=1 м/с^3, А2=2 м/с. найти уравнение траектории точки ее скорость и полное ускорение в момент времени 0,8 с

Отправлен: 31.03.2008, 17:03 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Беляев Андрей Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Для нахождения уравнения траектории, т.е зависимости y(x), нужно исключить из параметрической системы уравнений параметр t: y=A2*(x/A1)^(1/3). Скорость получим как производную координат (как функций времени) по времени: Vx=dx/dt=3*A1*t^2, Vy=A2. Абсолютная величина скорости V=sqrt(Vx^2+Vy^2)=sqrt(9*A1^2*t^4+A2^2). Ускорение получим дальнейшим дифференцированием Ax=dVx/dt=6*A1*t, Ay=0. Ускорение направлено по оси x и имеет величину 6*A1*t.

Ответ отправил: Беляев Андрей (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 03.04.2008, 03:38

Вопрос № 129.921

Бесконечная плоскость заряжена отрицательно (поверхностная плотность δ=-3,54*10^-2 мкКл/м^2). По направлению силовой линии поля, созданного плоскостью, летит электрон. Определить минимальное расстояние, на которое может подойти к плоскости электрон, если на расстоянии Lo=5 см он имел кинетическую энергию 80 эВ. Приложение: Ответ: 1см

Отправлен: 31.03.2008, 18:10 Вопрос задал: Луковский Серргей Анатольевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Trifolium Здравствуйте, Луковский Серргей Анатольевич! Работа, совершаемая над электроном силами поля, будет равна изменению его кинетической энергии, в данном случае - начальной кинетической энергии, поскольку на минимально достижимом расстоянии от плоскости скорость, а значит, и кинетическая энергия электрона обращаются в ноль. T = A. А = F(L0 - Lmin) = e E(L0 - Lmin), где E = δ/2 eo - напряженность поля бесконечной плоскости, e0 = 8.85*10^-12 Ф/м - электрическая постоянная. После подстановки будем иметь: T = e δ(L0 - Lmin)/2e0, откуда Lmin = L0 - 2e0 T/e δ = 5*10^-2 - 2*8.85*10^-12*80*1.6*10^-19/1.6*10^-19*3.54*10^-8 = 10^-2 м = 1 см.

Ответ отправил: Trifolium (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 01.04.2008, 16:19 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Действительно, ответ совпал

Вопрос № 129.955

Помогите решить такую задачку: "Найти момент инерции тонкого проволочного кольца радиусом a и массой m относительно оси, совпадающей с его диаметром."

Отправлен: 31.03.2008, 22:22 Вопрос задал: Попов Александр Анатольевич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: Trifolium Здравствуйте, Попов Александр Анатольевич! Для нахождения момента инерции кольца относительно указанной оси воспользуемся соотношением, согласно которому сумма моментов инерции тела относительно трех взаимно перпендикулярных осей, пересекающихся в точке О, равна удвоенному моменту инерции тела относительно той же точки: Ix + Iy + Iz = 2I. Для кольца I = Iz = m a^2 и Ix = Iy. С учетом этих соотношений будем иметь: 2Ix = I = m a^2, откуда искомый момент инерции Ix = m a^2/2

Ответ отправил: Trifolium (статус: 2-ой класс) Ответ отправлен: 01.04.2008, 15:47 Оценка за ответ: 5

© 2001-2008, 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: 4.72.8 от 05.04.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru