Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RFpro.ru: Консультации по физике


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный ХОСТИНГ на базе Linux x64 и Windows x64

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты данной рассылки

vitalkise
Статус: Профессор
Рейтинг: 4988
∙ повысить рейтинг »
Алексеев Владимир
Статус: Профессор
Рейтинг: 3634
∙ повысить рейтинг »
Konstantin Shvetski
Статус: Профессор
Рейтинг: 3248
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:1291
Дата выхода:30.05.2011, 04:30
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:119 / 116
Вопросов / ответов:4 / 5

Вопрос № 183317: Здравствуйте! У меня возникли сложности с такими вопросами: 1. Плоский конденсатор с горизонтально расположенными пластинами заряжен до разности потенциалов 3000 В. Расстояние между пластинами 10 см. Капля ртути, имеющая заряд 10^-6 Кл, движется в...


Вопрос № 183318: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы: 1. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U1 = 500В. Площадь пластин S = 200 см2, расстояние между ними d1 Вопрос № 183319: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы: 1. Электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов 20 кВ, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Вектор скорости образует угол 75 градусов с направлением вектор...
Вопрос № 183325: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Материальная точка единичной массы движется относительно инерциальной системы отсчета XОY в соответствии с уравнениями: x=t3, y=2t2, z=3t. Определить силу F, под действием к...

Вопрос № 183317:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с такими вопросами:
1. Плоский конденсатор с горизонтально расположенными пластинами заряжен до разности потенциалов 3000 В. Расстояние между пластинами 10 см. Капля ртути, имеющая заряд 10^-6 Кл, движется вверх под действием электрического поля конденсатора с ускорением 2,2 м/с2. Определить массу этой капли.
2. Пылинка массой 10^-8 г находится в однородном электрическом поле, в котором разность потенциалов между двумя эквипотенциальными плоскостями, находящимися на расстоянии 5 см, равна 6*10^3 В. Каким зарядом обладает пылинка, если ее сила тяжести уравновешивается действием на нее электрической силы.

Отправлен: 24.05.2011, 18:06
Вопрос задал: Дмитрий (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница вопроса »


Отвечает Жерар (Профессор) :
Здравствуйте, Дмитрий!

На объект с массой m и зарядом q, помещённый между двумя горизонтально расположенными пластинами плоского конденсатора с напряжённостью поля E, действует сила тяжести mg, направленная вертикально вниз, и электрическая сила qE, направленная вертикально вверх (для определённости). Движение объекта под действием этих сил описывается уравнением



или



С учётом того, что напряжённость поля плоского конденсатора связана с разностью потенциалов между пластинами соотношением U = Ed, где d - расстояние между пластинами, уравнение примет вид:



1. Для массы капли имеем



В нашем случае q = 10-6 Кл, U = 3000 В, d = 10 см = 0.1 м, a = 2.2 м/с2 и масса капли равна m = (10-6·3000)/(0.1·(9.8+2.2)) = 2.5·10-3 кг = 2.5 г.

2. Для заряда пылинки имеем



В нашем случае m = 10-8 г = 10-11 кг, d = 5 см = 0.05 м, a = 0, U = 6000 В и заряд пылинки равен q = (10-11·0.05·9.8)/6000 ≈ 8.2·10-16 Кл.

Ответ отправил: Жерар (Профессор)
Ответ отправлен: 25.05.2011, 06:53
Номер ответа: 267356
Россия, Томск
Тел.: 8-923-411-36-58

Оценка ответа: 5

Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 267356 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:


  • Вопрос № 183318:

    Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы:
    1. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U1 = 500В. Площадь пластин S = 200 см2, расстояние между ними d1 = 1,5 мм. Пластины раздвинули до расстояния d2 = 15 мм. Найдите энергию W1 и W2 конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник был отключен.
    2. Проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. По проводнику течет ток силой 5 А. Угол между направлением тока и линиями индукции поля равен 60 градусов. Определить работу по перемещению проводника на расстояние 10 см в направлении силы магнитного поля.

    Отправлен: 24.05.2011, 18:08
    Вопрос задал: Дмитрий (Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Страница вопроса »


    Отвечает SFResid (Модератор) :
    Здравствуйте, Дмитрий!
    Задача 1. Энергия конденсатора W = (U*Q)/2 (1), где Q - заряд конденсатора, равный: Q = U*C (2), где C - ёмкость конденсатора. У плоского воздушного конденсатора ёмкость равна: C = ε0*S/d (3), где ε0 = 8.85418782*10-12 Ф/м - "электрическая постоянная". Объединив (1), (2) и (3) и подставив значения S и d1, получаем: W1 = U20*S/d1 (4) = (5002*8.854*10-12*200*10-4)/1.5*10-3 = 14.757*10-6 Дж = 14.757 мкДж. После раздвижения пластин, если источник был отключен, прежняя величина заряда конденсатора сохраняется; из (3) следует, что новое значение ёмкости C2 = C1*(d1/d2) (5); тогда из (2) новое значение напряжения: U2 = Q/C2 = U*( C1/C2), или, с учётом (5): U2 = U*(d2/d1) (6), а из (4): W2 = W1*(d2/d1) = 14.757*(15/1.5) = 147.57 мкДж.
    Задача 2. Дано: индукция B = 1 Тл, длина проводника L = 10 см = 0.1 м, ток I = 5 А, угол между направлением тока и линиями индукции поля α = 60º, расстояние S = 10 см = 0.1 м. Работа W по перемещению на расстояние S в направлении силы F: W = F*S (1). Сила F, действующая на проводник: F = B*L*I*SIN(α) (2). Подставляем в (1): W = B*L*I*SIN(α)*S = 1*0.1*5*SIN(60º)*0.1 = 0.0433 Дж.

    Ответ отправил: SFResid (Модератор)
    Ответ отправлен: 25.05.2011, 06:41
    Номер ответа: 267355
    США, Силиконовая Долина

    Оценка ответа: 5

    Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 267355 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:


  • Вопрос № 183319:

    Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы:
    1. Электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов 20 кВ, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Вектор скорости образует угол 75 градусов с направлением вектора магнитной индукции. Определить радиус и шаг винтовой линии, по которой движется электрон.
    2. Катушка радиусом 20 см помещена в однородное магнитное поле с индукцией 5 мТл так, что ось катушки составляет угол 60º с линиями индукции поля. На сколько нужно изменить число витков катушки, чтобы магнитный поток через ней увеличился на 0,1 Вб?

    Отправлен: 24.05.2011, 18:10
    Вопрос задал: Дмитрий (Посетитель)
    Всего ответов: 2
    Страница вопроса »


    Отвечает Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) :
    Здравствуйте, Дмитрий!

    Рассмотрим первую задачу.

    Дано: m = 9,11 • 10-31 кг, e = 1,60 • 10-19 Кл, U = 20 кВ = 20 • 103 В, B = 0,1 Тл = 1 • 10-1 Тл, α = 75º.
    Определить: R, h.

    Решение.



    Вектор скорости v электрона, влетающего в магнитное поле, разложим на две составляющие: вдоль линий поля vy и перпендикулярно им vz.

    Сила Лоренца F = Bevz создаёт центростремительное ускорение aц = vz2/R, откуда получаем
    Bevz = mvz2/R,
    Be = mvz/R. (1)

    Для кинетической энергии электрона имеем
    mv2/2 = eU,
    а поскольку
    vz = v • sin α,
    постольку
    eU = mvz2/(2 • sin2 α). (2)

    После деления обеих частей уравнения (2) на квадраты обеих частей уравнения (1) получим
    eU/(B2e2) = mvz2/(2 • sin2 α) : (mvz/R)2,
    eU/(B2e2) = mvz2/(2 • sin2 α) • (R/(mvz))2,
    U/(B2e) = R2/(2m • sin2 α),
    R = (sin α)/B • √(2mU/e),
    или
    R = (sin 75º)/(1 • 10-1) • √(2 • 9,11 • 10-31 • 20 • 103/(1,60 • 10-19)) ≈ 4,61 • 10-3 (м) = 4,61 мм.

    Для нахождения шага винтовой линии воспользуемся соотношениями
    vzt = 2пR,
    откуда
    t = 2пR/vz = 2пR/(v • sin α);
    vyt = h,
    откуда
    t = h/vy = h/(v • cos α),
    после чего получим
    2пR/(v • sin α) = h/(v • cos α),
    h = 2пR • (cos α)/sin α = 2пR • ctg α,
    или
    h = 2п • 4,61 • ctg 75º ≈ 7,8 (мм).

    Округляя по математическим соображениям значение R, получаем

    Ответ: R = 4,6 мм, h = 7,8 мм.

    Разумеется, Вам следует проверить выкладки во избежание ошибок.

    С уважением.
    -----
    Facta loquantur (Пусть говорят дела).

    Ответ отправил: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
    Ответ отправлен: 24.05.2011, 22:17
    Номер ответа: 267341
    Беларусь, Минск

    Оценка ответа: 5

    Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 267341 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:


  • Отвечает cradlea (Практикант) :
    Здравствуйте, Дмитрий!
    Рассмотрим вторую задачу
    Дано:
    R=20 см=0,2м
    B=5 мТл=5*10-3 Тл
    а=60º
    ΔФ=0,1Вб
    ----------------------------
    ΔN-?

    Решение:
    Используя Самоиндукция. Энергия магнитного поля
    Магнитный поток

    Магнитный поток для начального состояния случая
    Ф1=N1*B*S*cosa
    S=pi*R2
    Ф1=N1*B*pi*R2*cosa (1)
    аналогично находим магнитный поток после увеличения числа витков:
    Ф2=N2*B*pi*R2*cosa (2)
    теперь из (2) вычтем (1)

    Ф2-Ф1=(N2-N1)*B*pi*R2*cosa

    Ф2-Ф1=ΔФ
    N2-N1=ΔN

    из этого получим

    ΔN=ΔФ/(B*pi*R2*cosa)

    Подставим численные занчени я

    ΔN=0,1Вб/(5*10-3 Тл*3,14*(0,2м)2*cos60º)=318

    Ответ: ΔN=318 витков

    Ответ отправил: cradlea (Практикант)
    Ответ отправлен: 25.05.2011, 13:25
    Номер ответа: 267370
    Беларусь, Минск

    Оценка ответа: 5

    Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 267370 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:


  • Вопрос № 183325:

    Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

    Материальная точка единичной массы движется относительно инерциальной системы отсчета XОY в соответствии с уравнениями: x=t3, y=2t2, z=3t. Определить силу F, под действием которой происходит движение.

    Отправлен: 24.05.2011, 22:01
    Вопрос задал: Анна Юрьевна (Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Страница вопроса »


    Отвечает Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) :
    Здравствуйте, Анна Юрьевна!

    Согласно второму закону Ньютона, абсолютная величина силы F, действующей на материальную точку, равна произведению массы на абсолютную величину ускорения a этой точки:


    В свою очередь,




    Значит,


    С уважением.
    -----
    Facta loquantur (Пусть говорят дела).

    Ответ отправил: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
    Ответ отправлен: 24.05.2011, 22:49
    Номер ответа: 267342
    Беларусь, Минск

    Оценка ответа: 5
    Комментарий к оценке:
    Спасибо!!!

    Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 267342 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:


  • Оценить выпуск »
    Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки!

    Задать вопрос экспертам этой рассылки »

    Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!

    Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТА
    на короткий номер 1151 (Россия)

    Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.

    Полный список номеров »

    * Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи. (полный список тарифов)
    ** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
    *** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.



    В избранное