/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 487
от 13.04.2008, 10:05

Вопрос № 130.985

Здравствуйте! Очень прошу о помощи в физике по теме электростатике. Помогите с парой задач, буду благодарна!!! 1) Рассчитать силу с которой взаимодействуют два заряда 9*10^-8 и 3*10^-8 Кл,находясь на расстоянии 9 см: а) в воде б) в керосине. 2) На каком расстоянии должны находится два одинаковых заряда по 1*10^-7 к каждый в воздухе,чтобы сила взаимодействия была равна 0,1 н? 3) Напряженность поля у поверхности Земли 120 н/к. Определите заряд Земли,если ее радиус 6400 км. Считать заряд сосредоточенным в центре. 4) Между двумя закрепленными точечными зарядами находится в покое отрицательный заряд - q. Что произойдет, если заряд сдвинуть вправо? Заранее благодарю!!!

Отправлен: 07.04.2008, 12:52 Вопрос задал: Terentjeva Elena Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard Здравствуйте, Terentjeva Elena! Каждый раз, когда речь заходит о взаимодействии точечных зарядов нужно пользоваться законом Кулона: F=q1*q2/(4*pi*ε*ε0*r2) (1) где F - сила взаимодействия зарядов q1 и q2, r - расстояние между зарядами ε - диэлектрическая проницаемость вещества, в котором находятся заряды, ε0=0,885*10-11 Ф/м - электрическая постоянная 1) Берем формулу (1), q1=9*10-8 Кл, q1=3*10-8 Кл, r=9 см=0,09 м, в случае воды ε=81, в случае керосина ε=2 Fв воде=9*10-8*3*10-8/(4*3,14*81*0,885*10-11*(0,09)2)=3,7*10-5 Н Fв керосине=9*10-8*3*10-8/(4*3,14*2*0,885*10-11*(0,09)2)=150*10-5 Н 2) Выразим расстояние r из (1), учтя, что q1=q2: r=√(q12/(F*4*pi*ε*ε0)) F=0,1 Н, q11*10-7 Кл, ε=1 для воздуха r=√((10-7)2/(0,1*4*3,14*1*0,885*10-11))=2,99*10-2 м=3 см 3) Воспользуемся теоремой Гаусса: E*S=Q/(ε*ε0) где Q - искомый заряд Земли, S=4*pi*R2 - площадь поверхности (площадь Земли, R=6400 км=6,4*106 м - радис Земли), E=120 Н/к, ε примем за 1; выражаем Q: Q=E*4*pi*R2*ε*ε0=120*4*3,14*1*(6,4*106)2*0,885*10-11=5,46*105 Кл Не уверен, что в этой задаче корректные сведения относительно напряженности поля Е у поверхности Земли 4) Раз система находится в равновесии, надо полагать, что заряды, находящиеся по краям, имеют заряд, по знаку противоположный знаку заряда, находящегося между ними: силы притяжения между центральным и каждым из крайних зарядов компенсируют друг друга т.к. заряды по краям находятся на одинаковых расстояниях от центрального. Если же систему вывести из равновесия (сместить центральный заряд вправо), центральный заряд тут же устермится к правому заряду до контакта с ним, поскольку расстояние до него стало меньше, а сила притяжения, соответственно, больше. --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент) Ответ отправлен: 07.04.2008, 20:41

Вопрос № 131.008

Здраствуйте Эксперты!Срочно Решите пожалуйста!!!: 1)Зависимость пройденного пути S от времени t даётся уравнением S=A-Bt+Ct^2,где А=6м,В=3мс, С=2мс^2.Найти среднюю скорость и среднее ускорение в интервале времени от 1сек до 4 сек.Построить график пути,скорости и ускорения для 0<=t<=5 сек. через 1 сек. 2)Автомобиль весит 9.81*10^3H.Во время движения на автомобиль действует постоянная сила трения равная 0.1 его веса.Какое кол-во бензина расходует двигатель автомобиля на то чтобы на пути 0.5 км увеличить скорость движения автомобиля от 10кмч до 40 кмч .КПД двигателя равен 20%, Теплотворная способность бензина 4.6*10^7джкг

Отправлен: 07.04.2008, 15:34 Вопрос задал: Кельман Владимир Игоревич (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Tribak !!! Здравствуйте, Кельман Владимир Игоревич! 1)скорость это производная по времени от пути: V=X'=-B+2*C*t=-3+4t найдем среднюю скорость: V(4)=13м/с V(1)=1м/с =[V(4)-V(1)]/[4-1]=4м/с неверно! в данном случае средняя скорость просто равна (V(1) + V(4))/2 = 7 м/с, а вообще надо (S(4) - (S(1)/(4 - 1) = (26 - 5)/3 = 7 м/с; ускорение это производная по времени от скорости a=v'=2C=4м/с^2=const т.к. скорость не меняется это как же? V(1) = 1м/с, V(4)=13м/с и "не меняется"?? не меняется ускорение - это так; то на всем временном интервале средняя скорость будет совпадать с текущей равно всегда 2С=2*2=4м/с :-( полный нонсенс; Графиком S(t) будет парабола у которой ветви смотрят вверх, минимум лежит левее интересующего нас промежутка, в точке t=0.75 а ось S она пересекает в точке S(0)=6 График скорости есть возрастающая прямая, ос ь t она пересекает в точке t=0.75(собственно минимум параболы), а ось S в точке -3 ускорение есть линия параллельная оси t, и ускорение всегда равно = 4 2)Работа - это сила умноженная на расстояние, а элементарная работа, это сила умноженная на приращение координаты dA=Fdl A=интеграл(Fdl) найдем силу на тело действует сила трения равная Fтр=9.81*10^3H *0.1 сила тяги мотора, которая нас интересует и машина движется с ускорением которое надо рассчитать: Vk^2-V0^2=2aS a=(Vk^2-V0^2)/(2*S)=0.116м/с^2 так же для расчетов нам понадобиться масса автомобиля m=P/g=1000кг F-Fтр=ma F=ma+Fтр=1097Н Далее интегрируем нашу исходную формулу: поскольку сила тяги от пройденного пути никак не зависит то интегрирование можно заменить обычным произведением: A=F*l=1097Н*500м=548.37кДж кпд=A/Q=A(q*m) q-Теплотворная способность бензина=4.6*10^7дж/кг m=A/(q*кпд)=60грамм=0.06кг не знаю, что и комментировать ----- ∙ Отредактировал: SFResid (Профессионал) ∙ Дата редактирования: 08.04.2008, 10:57

Ответ отправил: Tribak (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 07.04.2008, 16:33

Вопрос № 131.020

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите пожалуйста с задачей 1.34. В деревянный брусок массой 490г, лежащий на столе, попадает летящая горизонтально пуля массой 10г и застревает в нем. Скорость пули 600 м/с. Определить путь, который пройдет брусок до остановки, если коэффициент трения между бруском и поверхностью стола равен 0,1. Заранее благодарна ВАМ!!!!

Отправлен: 07.04.2008, 16:31 Вопрос задала: Luba (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Tribak !!! Здравствуйте, Luba! Весь импульс пули передается бруску и пуле после их столкновения: m(пули)*v(пули)=(m(пули)+m(бруска))*V подставим и посчитаем: V=60м/с ошибка в арифметике! 0.01 кг*600 м/с = 6 кг*м/с, а (0.01 + 0.49) кг*60 м/с = 30 кг*м/с! Верный рез-т: V = 12 м/с при движении будет действовать сила трения, из-за которой тело и остановиться, второй закон Ньютона: -Fтр=M*a Fтр=M*g*k (k-коэффициент трения) -Fтр=M*a a=-Fтр/M=-M*g*k/M=-g*k тогда формула для скорости пули с постоянным ускорением: V=V0+at t=(V-V0)/a=60с ответ не по условию: надо найти путь S, а не время; S = V2/(2*a) = V2/(2*g*k) = 122/(2*10*0.1) = 72 м. Следует быть внимательнее и не пренебрегать самопроверкой. - ---- ∙ Отредактировал: SFResid (Профессионал) ∙ Дата редактирования: 09.04.2008, 02:52

Ответ отправил: Tribak (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 07.04.2008, 16:49 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо огромное!!!!

Вопрос № 131.026

Здравствуйте, уважаемые эксперты. Помогите пожалуйста решить задачу. 2,1 на гладком столе лежит брусок массой 4 кг. к бруску привязан шнур, ко второму концу которого приложена сила 10 Н, напрвленная параллельно поверхности стола. найти ускорение бруска.

Отправлен: 07.04.2008, 17:00 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Tribak Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! 2ой закон Ньютона: F=ma a=F/m=10Н/4кг=2.5 м/с^2

Ответ отправил: Tribak (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 07.04.2008, 17:05

Вопрос № 131.028

Здравствуйте уважаемые эксперты! Помогите решить задачи. Заранее спасибо. 1. Маленький заряженный шарик маасой m=1гр (заряд шарика q=-1мкКл) влетает со скоростью v=1м/с в пространство между горизонтально расположенными пластинами плоского конденсатора с электроёмкостью С=1мкФ параллельно этим пластинам. Заряд конденсатора Q=20мкКл, расстояние между обкладками d=1см; силовые линии эл.поля внутри конденсатора направлены вниз. На какое расстояние h смещается шарик по вертикали, если за время t шарик пролетает по горизонтали расстояние L=3см? 2. Два баллона объёмами V1 и V2=3V1, содержащих один и тот же газ при одинаковой температуре, соединили друг с другом. До соединения давление газа в первом баллоне равнялось p01, во втором баллоне было давление p02=2p01. После соединения баллонов температура газа осталась той же. Каким при этом стало отношение нового значения давления p1 к первоначальному p01? 3. Резистор с сопротивлением R=4 Ом первый раз подключили к двум одинаковым батарейкам, соединённым последовательно, а второй раз- к тем же батарейкам, но соединёнными параллельно. При этом в первом случае на резиситоре выделилось за одно и то же время на 125% больше тепла, чем во втором случае. Определить внутреннее сопротивление батареек.

Отправлен: 07.04.2008, 17:01 Вопрос задала: Eniseia (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21 Здравствуйте, Eniseia! Здравствуйте, Eniseia! Вопрос 3. Выделение тепла больше на 125% означает, что мощность больше в 2,25 раза. Так как мощность пропорциональна квадрату тока, то через резистор в первом случае ток был больше в 1,5 раза, чем во втором. При последоватльном соединениии сладываются э.д.с. и внутренние сопротивления, поэтому: I1 = 2E/(R + 2r). При параллельном соединении двух одинаковых батарей внутреннее сопротивление эквивалентного источника равно половине внутреннего сопротивления батареи, а его э.д.с. равна э.д.с. батареи. Поэтому: I2 = E/(R + r/2). Деля одно уравнение на другое и пользуясь тем, что отношение токов известно, получим: 2*(R + r/2)/(R + 2r) = 3/2, откуда r = R/4 = 1 Ом.

Ответ отправил: Lang21 (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 08.04.2008, 02:55

Вопрос № 131.029

Здравствуйте, уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить. 2,2 на столе стоит тележка массой 4 кг. к тележке привязан один конец шнура, перекинуто через блок. с каким ускорением будет двигаться тележка, если к другому концу шнура привязать гирю массой 1 кг?

Отправлен: 07.04.2008, 17:03 Вопрос задал: Николай Фаворисович Басманов (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21 Здравствуйте, Николай Фаворисович Басманов! Пусть Т - натяжение шнура. К тележке, очевидно, приложена сила, равная T. Сила, приложенная к грузу равна разности его веса и силы натяжения шнура T. Второй закон Ньютона для тележки: M*a = T, для груза: m*a = m*g - T. Складывая эти уравнения, получим: (m + M)*a = m*g, откуда a = m*g/(m+M) = 1*9.8/(1+4) = 1,96 м/с^2

Ответ отправил: Lang21 (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 08.04.2008, 02:17

Вопрос № 131.036

Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с задачкой Вектор Умова-Пойнтинга численно равен 3*10^7 Вт/м. Какова объемная плотность энергии электромагнитного поля в среде m=4 e=9.

Отправлен: 07.04.2008, 17:16 Вопрос задал: Tribak (статус: 9-ый класс) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Если я правильно догадался, m = 4 - это μ - относительная магнитная проницаемость среды, а e = 9 - это ε - относительная диэлектрическая проницаемость. Кроме того, ошибка в условии: размерность вектора Умова-Пойнтинга - Вт/м2. Объемная плотность энергии электромагнитного поля Δ равна модулю вектора Умова-Пойнтинга S, делённому на скорость распространения поля в данной среде cс: Δ = S/cс (1), или, поскольку cс = c0/√(μ*ε) (2), где c0 = 3*108 м/с - скорость распространения поля в вакууме, то Δ = S*(√(μ*ε))/c0 (3); в числах Δ = 3*107*(√(4*9))/3*108 = 0.6 Дж/м3.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 11.04.2008, 11:58

Вопрос № 131.037

Уважаемые эксперты помогите решить задачу: Груз массой m=150 кг подвешен на стальной проволке, выдерживающей предельную силу натяжения Т=2,99 кН. На каой угол L(альфа) можно отклонить груз, чтобы проволка не порвалась?(L max-?) Спасибо.

Отправлен: 07.04.2008, 17:17 Вопрос задала: Котова Даша (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: DrMeks Здравствуйте, Котова Даша! После того, как груз будет отклонен и отпущен, он будет двигаться по дуге окружности и в нижней точке его центростремительное ускорение будет максимальным a=V^2/R Запишем 2 закон Ньютона для нижнего положения m*g-T=-m*a (ускорение направлено вверх) T=m*g+m*a=m(g+a)=m(g+V^2/R) Скорость найдем из закона сохранения энергии m*g*h=m*V^2/2 V^2=2*g*h высота подъема груза h=R-R*cos(L)=R*(1-cos(L)) V^2=2*g*R*(1-cos(L)) T=m(g+2*g*R*(1-cos(L))/R) T=m*g(1+2*(1-cos(L))) T=m*g(3-2*cos(L))=3*m*g-2*m*g*cos(L) 3*m*g-T=2*m*g*cos(L) cos(L)=3/2-T/(2*m*g) cos(L)=3/2-2.99*10^3/(2*150*9.8)=0,48 L=arccos(0,48)=61 градус. если подставить g=10, то получается почти точно 60 градусов.

Ответ отправил: DrMeks (статус: 5-ый класс) Ответ отправлен: 07.04.2008, 17:48 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо:)

Вопрос № 131.045

Здравствуйте Уважаемые Эксперты! Выручите пожалуйста! Опять Ф И З И К А !!! 1) "энергия" Шар массой m = 1,8кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы M. В результате прямого упругого удара шар потерял 0,36 своей кинетической энергии. Определить массу большего шара. 2) "импульс" Снаряд массой 5кг, вылетевший из орудия, в верхней точке траектории имеет скорость 300 м/с. В этой точке он разорвался на 2 осколка, больший осколок массой 3кг полетел в обратном направлении со скоростью 100 м/с. Определить скорость второго, меньшего осколка. 3) Замкнутый цикл для 0,1кг гелия представляет собой треугольник с координатами вершин: Т1 = 300К; Р1 = 2атм. ; Т2 = 600К ; Р2 = 4атм. ; Т3 = 600К ; Р3 = 2атм. Определить изменение внутренней энергии на отдельных участках цикла. Заранее ООООчень ВАМ Благодарна!!! Спасибо огромное!!!

Отправлен: 07.04.2008, 17:52 Вопрос задала: Luba (статус: Посетитель) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21 Здравствуйте, Luba! Пусть до удара импульс малого шара был p, а импульс после удара - p1 (по абсоютной величине). Пусть P - импульс большого шара после удара. Из закона сохранения импульса, с учетом направления p1: P = p + p1. Энергия малого шара до удара p^2/2m, после удара (p1)^2/2m. По условию отношение этих энергий равно 1 - 0,36 = 0,64. Отношение импульсов p1/p, очевидно, равно корню квадратнму из той величины, то есть 0,8. Так как удар упругий, кинетическая энергия сохраняется: p^2/2m = (p1)^2/2m = (p + p1)^2/2M. Учитывая, что p1 = 0,8*p, получим: p^2/2m + 0,64*p^2/2m = (1,8*p)^2/2M, откуда 1,64/m = 3,24/M, и М = (3,24/1,64)*m = 1,976*m = 3,556 кг.

Ответ отправил: Lang21 (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 08.04.2008, 01:15 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо вам!!!

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Luba! 2) В верхней точке траектории снаряд летит горизонтально. Закон сохранения импульса в векторной форме: m*V-> = m1*V1-> + m2*V2-> (1). Перейдём к модулям скоростей; при этом значение V1 д.б. со знаком "-", т.к. направление скорости V1 обратное: m*V = m2*V2 - m1*V1 (2). Отсюда V2 = (m*V + m1*V1)/m2 = (5*300 + 3*100)/2 = 900 м/с.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 08.04.2008, 09:12 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: Спасибо Вам огромное!!!

Вопрос № 131.074

Здравсвуйте эксперты, такая задачка: Вычеслить работу, совершаемую при равноускоренном подьеме груза массой 100 кг на высоту 4 метра за за время 2 с В формуле mg делать h вместо g должна быть употреблена не g, а (g+a)

Отправлен: 07.04.2008, 20:32 Вопрос задал: Tribak (статус: 9-ый класс) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! a = 2*H/t2, поэтому работа A = m*(g + 2*H/t2)*H = m*(g*H + 2*(H/t)2) = 100*(g*4 + 2*(4/2)2) = 4723 Дж.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 08.04.2008, 04:01

Вопрос № 131.106

Эксперты!!! Выручайте!!! Косинус фи=0,7 Нужно значение фи=?

Отправлен: 08.04.2008, 02:01 Вопрос задал: Zerkalo (статус: Посетитель) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Zerkalo! Неужели в этом вся проблема? Есть же стандартная функция (хотя бы в пакете Microsoft Office Excel): φ = ACOS(0.7) = ±0.79539883 - это в радианах (± я сам поставил - пакет все значения выдаёт из 1-го квадранта). Для перевода в градусы - функция DEGREES(0.79539883) = 45.572996°. Для получения минут умножаем дробную часть на 60: 572996*60 ≈ 34; итого 45.572996°34´. Есть и другие способы - напр., на логарифмической линейке найти угол, синус которого равен 0.7; полученное значение вычесть из 90°. А вот знак угла, зная только его косинус, определить невозможно - требуется добавочная информация.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 08.04.2008, 02:52

© 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: 4.90 pre 5.0 RC1 от 13.04.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru