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

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты по данной тематике

Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise Статус: Профессор Рейтинг: 5666 ∙ повысить рейтинг »

Коцюрбенко Алексей aka Жерар Статус: Профессор Рейтинг: 3776 ∙ повысить рейтинг »

Konstantin Shvetski Статус: Профессор Рейтинг: 2922 ∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:	1396
Дата выхода:	31.01.2012, 16:00
Администратор рассылки:	Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:	101 / 106
Вопросов / ответов:	1 / 4

Консультация # 185315: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Я очень прошу Вас уважаемые эксперты портала решить как можно подробнее все эти задачи и нарисовать подробные рисунки к ним в конце решений, сделайте пожалуйста пояснения к Вашим рассуждениям и какова логика??? ???Какова основная идея каждой задачи??? ??? Напишите пожалуйста здесь же комментарии...

Консультация # 185315:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Я очень прошу Вас уважаемые эксперты портала решить как можно подробнее все эти задачи и нарисовать подробные рисунки к ним в конце решений, сделайте пожалуйста пояснения к Вашим рассуждениям и какова логика??? ???Какова основная идея каждой задачи??? ???
Напишите пожалуйста здесь же комментарии.
Заранее благодарен всем, кто принимает участие в ответах на них.

1).Кольца Ньютона образуются между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны 8,6 м. Монохроматический свет падает нормально. Центральное тёмное кольцо считаем нулевым. Диаметр четвёртого тёмного кольца 9 мм. Найти длину волны падающего света.

2).Разность хода двух когерентных волн с одинаковыми амплитудами равна 8 см., а длина волны 4 см.Каков результат интерференции?

3).Расстояние от точечного источника волны до волновой поверхности равно 1 метру. Расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения также равно 1 м. Найти радиусы первых пяти зон Френеля, если длина волны равна 500 нм.

4).Электрическое поле создано равномерно заряженным бесконечно длинным цилиндрическим стержнем радиусом R = 1 см. Линейная плотностью заряда ? = 20 нКл/м. Найти разность потенциалов двух точек поля, находящихся на расстояниях х1 = 0,5 см и х2 = 2 см от поверхности стержня.

5).Найти внутреннюю энергию идеального двухатомного газа, занимающего объем V = 30 литров при давлении р = 2∙10⁵ Н/м².

6).Квадратная проволочная рамка со стороной 5 см и сопротивлением 10 мОм находится в однородном магнитном поле, с индукцией 40 мТл. Нормаль к плоскости рамки составляет угол 30º с линиями магнитной индукции. Найти заряд q, который протечет по рамке, при выключении магнитного поля.

7).Уравнение движения материальной точки вдоль оси OX имеет вид х = А + Вt + Ct³, где А = 2 м, В = 1,5 м/с, С = –0,5 м/с². Найти: 1) координату х, скорость v_x и ускорение а_х точки в момент времени t = 2 с; 2) среднюю скорость и среднее ускорение за этот промежуток времени.

8).На какую высоту за минуту может поднять 400 м³ воды насос, развивающий мощность 2∙10³ кВт?

9).С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м?

10).Тело массой 2 кг свободно падает в течение 6 с. Определите кинетическую энергию тела в конце падения.

11).Сколько времени потребуется для откачки 10 т воды из шахты, если мощность насоса 1,5 кВт? Высота подъёма воды 20 м.

12).Тепловоз при скорости 54 км/ч развивает силу тяги 400 кН. Какая работа совершается по перемещению поезда в течение 1 мин?

13).Определите мощность машины, которая поднимает молот массой 200 кг на высоту 80 см 150 раз в минуту.

14).Электровоз, развивая усилие 239 кН, движется с по стоянной скоростью 36 км/ч. Определите развиваемую при этом мощность.

15).На легкоатлетических соревнованиях спортсмены толкают ядро. Мужчины – ядро массой 7 кг, женщины – ядро массой 4 кг.

16).Какое ядро обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости полёта – 15 м/с?

17).Какую работу совершает человек, поднимающий груз массой 5 кг на высоту 1,2 м с ускорением 2,5 м/с²?

18).Какую мощность имеет подъёмный кран, поднимающий грунт объёмом 2 м³ на высоту 2 м за 30 с?

19).Тело брошено с начальной скоростью 28 м/с под углом 45 градусов к горизонту. Найдите модуль перемещения тела через 2 с после броска. Считайте g=10 метров в секунду в квадрате, сопротивление воздуха не учитывайте.

20).Активное сопротивление 10 Ом включено в цепь переменного тока. Чему равна амплитуда колебаний силы тока при амплитуде колебаний напряжения на концах активного сопротивления 50 В ?

Дата отправки: 28.01.2012, 15:43
Вопрос задал: Даровко Антон Владимирович (5-й класс)
Всего ответов: 4
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Асмик (Академик):

Здравствуйте, Даровко Антон Владимирович!

Радиус k-го темного кольца Ньютона (в предположении постоянного радиуса кривизны линзы) в отражённом свете выражается следующей формулой:



r4=9 мм
R=8,6 м

м
2. Если вторая волна отстает от первой на целое число длин волн, то, складываясь, волны усиливают друг друга.

5
Дано:
р = 2*10⁵ Н/м2
V = 30 л = 3*10-2 м3
i = 5
E – ?

Решение. Внутренняя энергия идеального газа находится как произведение полной средней энергии одной молекулы на общее число молекул N. Полная средняя энергия одной молекулы зависит не только от температуры, но и от структуры молекулы, что в уравнении для энергии задается числом степеней свободы i. Таким образом, полная энергия E = (i/2)NkT; N = (m/μ)NA, где N_A – число Авогадро; kN_A = R. Тогда E = (i/2) (m/μ)RT. Из уравнения Клапейрона – Менделеева следует, что (m/μ)RT = pV . Окончательно получаем E = (i/2) pV=5/2 * 2*10⁵* 3*10^-2=15*10³ Дж

8 На какую высоту за минуту может поднять 400 м3 воды насос, развивающий мощность 2∙103 кВт?
P=mgh/t
Отсюда h=Pt/mg=2*10^6*60 вт*с/10*4*10^5=30 м

11).Сколько времени потребуется для откачки 10 т воды из шахты, если мощность насоса 1,5 кВт? Высота подъёма воды 20 м.
Из P=mgh/t получим t=mgh/P=10^4 *9,8*20/1500= 1307 с

15-16
По-видимому, это одна задача
На легкоатлетических соревнованиях спортсмены толкают ядро. Мужчины – ядро массой 7 кг, женщины – ядро массой 4 кг.
Какое ядро обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости полёта – 15 м/с?
Кинетическая энергия пропорциональна массе. E=mv²/2. Поэтому "мужское ядро" обладает большей энергией.
Для мужского ядра E=787,5 Дж.
Для женского ядра E=450 Дж.

17).Какую работу совершает человек, поднимающий груз массой 5 кг на высоту 1,2 м с ускорением 2,5 м/с2?

Чтобы придать ускорение a, нужно приложить силу ma. (второй закон Ньютона). Кроме того, нужно преодолевать силу тяжести mg.
Работа равна скалярному произведению силы на перемещение, если они совпадают, то умножаются модули.
A=Fh=m(g+a)h=5*(9,8+2,5)*1,2=73,8 Дж.

18).Какую мощность имеет подъёмный кран, поднимающий грунт объёмом 2 м³ на высоту 2 м за 30 с?
Мощность равна работе в единицу времени.
P=A/t
A=mgh
P=mgh/t
Масса грунта не дана, а плотность зависит от природы грунта. Уточните плотность грунта. Например, это песок с плотностью 1.5 т/м3.
Тогда масса грунта 3 тонны.
P=3000*9,8*2/30=1960 Вт

Консультировал: Асмик (Академик) Дата отправки: 28.01.2012, 16:52

Рейтинг ответа: +1 поблагодарить эксперта

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Антон Владимирович!

Рассмотрим три задачи.

7. Уравнение движения материальной точки вдоль оси OX имеет вид х = А + Вt + Ct³, где А = 2 м, В = 1,5 м/с, С = –0,5 м/с². Найти: 1) координату х, скорость v_x и ускорение а_х точки в момент времени t = 2 с; 2) среднюю скорость и среднее ускорение за этот промежуток времени.

Имеем
x = 2 + 1,5t - 0,5t³,
v_x = dx/dt = 1,5 - 1,5t², (1)
a_x = -3t. (2)

1) Следовательно, в момент времени t = 2 с
x(2) = 2 + 1,5 · 2 - 0,5 · 2³ = 1 (м),
v_x(2) = 1,5 - 1,5 · 2 = -1,5 (м/с),
a_x(2) = -3 · 2 = -6 (м/с²).

2) Скорость материальной точки изменяется по закону параболы (1). В соответствии с известной из математического анализа формулой для среднего значения функции на промежутке получим
<v_x> = (₀& #8747;²(1,5 - 1,5t)dt)/(2 - 0) = 0,75 · ₀∫²(1 - t)dt = 0,75 · (t - t²/2)|₀² = 0,75 · 0 = 0 (м/с) - искомая средняя скорость материальной точки.

Ускорение материальной точки изменяется по линейному закону (2). Тогда
<a_x> = (₀∫²(-3t)dt)/(2 - 0) = -1,5 · (t²/2)|₀² = -1,5 · 2 = -3 (м/с²) - искомое среднее ускорение материальной точки.

9. С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м?

В конце своего пути (после отскока, находясь на высоте h₂ = 4 м) мяч массой m обладает энергией W₂ = mgh₂, которая равна его потенциальной энергии, если считать, что мяч в конце пути остановился (v₂ = 0 м/с), вследствие чего кинетическая энергия равна нулю. Согласно закону сохранения механиче ской энергии такой же энергией мяч должен обладать в начале пути. Эта энергия, в свою очередь, равна сумме потенциальной (mgh₁) и кинетической (mv₁²/2) энергий: W₁ = mgh₁ + mv₁²/2. Следовательно,
mgh₁ + mv₁²/2 = mgh₂,
gh₁ + v₁²/2 = gh₂,
v₁²/2 = g(h₂ - h₁),
v₁ = √(2g(h₂ - h₁)),
v₁ = √(2 · 9,81 · (4 - 2)) ≈ 6,3 (м/с).

Итак, мяч надо бросить вниз с начальной скоростью не меньшей, чем 6,3 м/с.

10. Тело массой 2 кг свободно падает в течение 6 с. Определите кинетическую энергию тела в конце падения.

Скорость свободно падающего тела изменяется по закону v = gt, если предположить, что его начальная скорость равна нулю. Тогда в конце падения кинетическая энергия тел а составит
mv²/2 = m(gt)²/2 = 2 · (9,81 · 6)²/2 ≈ 3,5 · 10³ (Дж) = 3,5 кДж.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) Дата отправки: 28.01.2012, 17:55

Рейтинг ответа: +1 поблагодарить эксперта

Консультирует SFResid (Модератор):

Здравствуйте, Даровко Антон Владимирович!
№20 Дано: Активное сопротивление участка цепи R = 10 Ом; амплитуда колебаний напряжения на концах участка U_m = 50 В. Найти амплитуду колебаний силы тока I_m
Решение На участке цепи с чисто активным сопротивлением закон Ома действителен для любых мгновенных значений (независимо от закона изменения во времени): i = u/R (1), следовательно, и для амплитудных: I_m = U_m/R = 50/10 = 5 А.
№14 Дано: усилие F = 239 кН; скорость V = 36 км/ч = 36*1000/3600 = 10 м/с. Найти мощность P.
Ответ: P = F*V = 239*10 = 2390 кВт.
№13 Дано: масса молота m = 200 кг; высота поднятия H = 80 см= 80/100 = 0.8 м, количество поднятий n = 150, время t = 1 мин = 60 с. Найти мощность машины P.
Решение: Работа на одно поднятие W_1п = m*g*H (1); мощность P = W_1п*n/t = m*g*H*n/t = 200*9.81*0.8*150/60 = 3924 Вт ≈ 4 кВт.
№12 Дано: усилие F = 400 кН; скорость V = 54 км/ч= 54*1000/3600 = 15 м/с, время t = 1 мин = 60 с. Найти работу по перемещению поезда W.
Решение: Расстояние перемещения S = V*t (1); работа по перемещению W = F*S = F*V*t = 400*15*60 = 360000 кДж = 360000/3600 = 100 кВтч.

Консультировал: SFResid (Модератор) Дата отправки: 29.01.2012, 10:13

Рейтинг ответа: +1 поблагодарить эксперта

Консультирует Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise (Профессор):

Здравствуйте, Даровко Антон Владимирович!
№3 Расстояние от точечного источника волны до волновой поверхности равно 1 метру. Расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения также равно 1 м. Найти радиусы первых пяти зон Френеля, если длина волны равна 500 нм.
Дано:
a=1 (м)
b=1 (м)
λ=500 (нм)=5*10^-7 (м)
--------------
r_k - ?
Решение
Радиус внешней границы k-й зоны Френеля для сферической волны (можно посмотреть, например, здесь):
r_k=√[a*b/(a+b)*k*λ]
Вычислим искомые величины:
r₁=√[1*1/(1+1)*1*5*10^-7]=0.5 (мм)
r₂=√[1*1/(1+1)*2*5*10^-7]≈0.71 (мм)
r₃=√[1*1/(1+1)*3*5*10^-7]≈0.87 (мм)
r₄=√[1*1/(1+1)*4*5*10^-7]=1 (м м)
r₅=√[1*1/(1+1)*5*5*10^-7]≈1.12 (мм)

№4 Электрическое поле создано равномерно заряженным бесконечно длинным цилиндрическим стержнем радиусом R = 1 см. Линейная плотностью заряда τ = 20 нКл/м. Найти разность потенциалов двух точек поля, находящихся на расстояниях х₁ = 0.5 см и х₂ = 2 см от поверхности стержня.
Дано:
R=1 (см)=0.01 (м)
τ=20 (нКл/м)=2*10^-8 (Кл/м)
х₁=0.5 (см)=0.005 (м)
х₁=2 (см)=0.02 (м)
--------------
φ₁ - φ₂ - ?
Решение
Напряженность поля и изменение потенциала связаны следующим соотношением:
E = - graf φ
Для поля цилиндрического стержня (поле с осевой симметрией) будем иметь:
E = - dφ/dr
dφ= - E*dr
Проинтегрировав найдем разность потенциалов:
φ₂ - φ₁= - _r1^r2∫(E*dr)
Исходя из того, что цилиндр длинный и точки взяты вблизи его средней части, то для выражения напряженности поля можно воспользоваться формулой:
E=τ/(2*п*ε₀*r)
Следовательно, будем иметь:
φ₂ - φ₁= - τ/(2*п*ε₀)*_r1^r2∫(dr/r)= - τ/(2*п*ε₀)*ln(r₂/r₁)
или
φ₁ - φ₂=τ/(2*п*ε₀)*ln(r₂/r₁)
r₁=R+x₁=0.015 (м)
r₂=R+x₂=0.03 (м)
Вычислим искомую величину:
φ₁ - φ₂=2*10^-8/(2*3.14*8.85*10^-12)*ln(0.03/0.015)≈249 (В)

№6 Квадратная проволочная рамка со стороной 5 см и сопротивлением 10 мОм находится в однородном магнитном поле, с индукцией 40 мТл. Нор маль к плоскости рамки составляет угол 30? с линиями магнитной индукции. Найти заряд q, который протечет по рамке, при выключении магнитного поля.
Дано:
a=5 (см)=0.05 (м)
R=10 (мОм)=0.01 (Ом)
B=40 (мТл)=0.04 (Тл)
α=30°
--------------
q - ?
Решение
Элементарный заряд, индуцируемый в рамке равен:
dq=I_i*dt
Исходя из закона Ома и закона Фарадея будем иметь:
I_i=ε_i/R= - 1/R*dФ/dt
Для заряда будем иметь:
dq= - 1/R*dФ
Магнитный поток равен:
Ф=B*S*cosα
Следовательно, будем иметь:
Ф₁=B*a²*cosα (так как S=a² площадь квадрата)
Ф₂=0 (по условию задачи)
Окончательно будем иметь:
q=B*a²/R*cosα
Вычислим искомую величину:
q=0.04*0.05²/0.01*cos30°≈8.66 (мКл)

Консультировал: Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise (Профессор) Дата отправки: 30.01.2012, 04:52

Рейтинг ответа: +1 поблагодарить эксперта

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка  |  восстановить логин/пароль