Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Февраль 2013   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   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 по данной тематике

Асмик Гаряка
Статус: Советник
Рейтинг: 11011
∙ повысить рейтинг » 		Киселев Виталий Сергеевич
Статус: Академик
Рейтинг: 5673
∙ повысить рейтинг » 		Коцюрбенко Алексей aka Жерар
Статус: Советник
Рейтинг: 4035
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:1496
Дата выхода:04.02.2013, 18:30
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:48 / 59
Вопросов / ответов:3 / 7

Консультация # 171104: Здравствуйте многоуважаемые эксперты, у меня к вам вопрос-просьба: помогите пожалуйста с решением 4х задач, если решение будет верным, обещаю заплатить. Вот условия: 8. Человек стоит на горизонтальной платформе, вращаю¬щейся с частотой 1,1 об/с. Определить частоту вращения пос¬ле того как человек ложится на платформу так, что ось вра¬щения п...

Консультация # 61805: Помогите, пожалуйста с задачей: Упругий маленький шарик уронили с высоты h на упругую массивную плиту. Плита все время колеблется так, что в момент падения на нее шарика она находится в начальном положении и движется в этот момент навстречу шарику со скоростью V. Найти высоту подъема шарика после n-го отскока. Заранее спасибо! Михаил....
Консультация # 85119: Здравствуйте эксперты: Однородный стержень длиной 1м может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через одни из его концов. В другой конец абсолютно не упруго ударяет пуля массой 7грамм, летящая перпендикулярно стержню стрежню и его оси. Определить массу M стержня, если в результате попадания пули он отклонился на угол 60 град...

Консультация # 171104:

Здравствуйте многоуважаемые эксперты, у меня к вам вопрос-просьба: помогите пожалуйста с решением 4х задач, если решение будет верным, обещаю заплатить.
Вот условия:
8. Человек стоит на горизонтальной платформе, вращаю¬щейся с частотой 1,1 об/с. Определить частоту вращения пос¬ле того как человек ложится на платформу так, что ось вра¬щения проходит через его центр масс. Моменты инерции че¬ловека в вертикальном и в горизонтальном положениях рав¬ны соответственно 1,2 и 17 кг-м2. Масса платформы 40 кг и ее диаметр 2 м.

18. Ушные протекторы беруши снижают уровень интен¬сивности шума на 20 дБ. Какова интенсивность шума в поме¬щении, если через барабанную перепонку человека, надевшего беруши, за 10 мин прошла энергия 0,4 мкДж? Площадь барабанной перепонки 66 мм2.

36. Объемная плотность энергии растянутой мышцы 1,2 кДж/м3 при относительном удлинении 5%. Какова величина упругого напряжения в мышце? Какова величина моду¬ля упругости мышцы п ри этих условиях?

43. Теплота из внутренних органов свиньи проходит сна¬чала через мышечную ткань толщиной 4,5 см, а затем через жировую ткань толщиной 2,2 см. Температура на внешней поверхности жировой ткани 37°С, на границе между мышеч¬ной и жировой тканями 37,5°С. Какова температура на внутренней поверхности мышцы? Вычисление провести, не учитывая теплоты, выделяющейся в самой мышце. Коэффи¬циенты теплопроводности мышцы и жировой ткани соответственно равны 5,70-10 -2 и 2,78-10 -2 Вт/(м*К).

Дата отправки: 06.08.2009, 14:09
Вопрос задал: Шабанов Игорь Николаевич
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Лангваген Сергей Евгеньевич (Профессор):

Здравствуйте, Шабанов Игорь Николаевич.

8. Момент инерции платформы вычисляется как момент инерции сплошного цилиндра относительно оси. Он равен:
I0 = (1/2)*M*R2 = (1/2)*40*(1)2 = 20 кг*м2.
Обозначим I1, I2 - моменты инерции человека в вертикальном и горизонтальном положениях. Из закона сохранения момента импульса получим:
(I0 + I1)*ω1 = (I0 + I2)*ω2,
откуда
ω2 = ((I0 + I1)/(I0 + I2))*ω1.
Здесь ω1 и ω2 - частота вращения платформы в первом (человек стоит) и втором (человек лежит) случаях. Подставляя численные значения из условий задачи, найдем частоту вращения во втором случае:
((20+1.2)/(20+17))*1.1 = 0.63 об/с.

18. Поток звуковой энергии, попадающей на барабанную перепонку, равен
P = E/(S*t) = 4*10-7/(66*10-6*10*60) = 10-4 Вт/м2.
Выраженная в децибелах относительно порога слышимости 10-12 Вт/м2, эта величина равна
10*lg(P/10-12) = 10*(lg(0.0001)+12) = 10*(-4 + 12) = 80 ДБ.
Интенсивность шума в помещении на 20 ДБ больше и равна
80 ДБ + 20 ДБ = 100 ДБ.

36. Чтобы оценить величину упругого напряжения, предположим, что площадь сечения мышцы S постоянна. Обозначим, L - длину мышцы, e - относительное удлинение, k - коэффициент упругости. Запасенная энергия равна:
W = k*(ΔL)2/2 = k*e2*L2/2,
плотность энергии равна:
w = W/(S*L) = k*e2*L2/(2*L*S) = (k*(ΔL)/S)*(e/2) = σ*e/2.
Отсюда находим
σ = 2*w/e = 2*1.2*103/0.05 = 4.8*104 Па.
Модуль упругости равен отношению напряжения к относительному удлинению:
E = σ/e = 4.8*104/0.05 = 9.6*105 Па.

43. Поток тепла q через единицу площади жировой ткани равен
q1 = a1*(t2 - t1)/L1,
где a1 - коэффициент теплопроводности жировой ткани, t1 и t2 - температура на внешней и внутренней поверхностях жировой ткани соответственно, L1 - толщина жировой ткани.
Аналогично поток тепла в мышечной ткани:
q2 = a2*(t3 - t2)/L2.
Пренебрегая выделением тепла в мышце, будем иметь q1 = q2 - поток тепла, поступающий в мышечную ткань равен потоку тепла, выходящему из нее.
Из выписанных уравнений найдем
t3 = (a1/a2)*(L2/L1)*(t2 - t1) + t2 = (2.78/5.7)*(4.5/2.2)*(37.5 - 37) + 37.5 = 38 C.

Консультировал: Лангваген Сергей Евгеньевич (Профессор)
Дата отправки: 06.08.2009, 20:40
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Шабанов Игорь Николаевич.

Не будучи экспертом рассылки "Физика", отправляю Вам решения трех заданий из четырех.

1. Поскольку момент внешних сил относительно оси вращения платформы равен нулю, то согласно закону сохранения момента импульса
J1 ∙ ω1 = J2 ∙ ω2, (1)
где J1, J2 – моменты инерции платформы с человеком, находящимся соответственно в вертикальном и горизонтальном положениях;
ω1, ω2 – соответствующие угловые скорости.

Имеем
J1 = J0 + J’, (2)
J1 = J0 + J”, (3)
J0 = mR2/2 = mD2/8 – момент инерции платформы относительно оси вращения, (4)
J’, J” – моменты инерции человека соответственно в вертикальном и горизонтальном положениях,
ω1 = 2πn1, ω2 = 2πn 2, (5)
n1, n2 – частоты вращения платформы с человеком, находящимся соответственно в вертикальном и горизонтальном положениях.

После подстановки выражений (2) … (5) в формулу (1) получаем
2π(mD2/8 + J’)n1 = 2π(mD2/8 + J”)n2,
n2 = (mD2/8 + J’)n1/(mD2/8 + J”). (6)

Подставляя в формулу (6) числовые значения, находим
n2 = (40 ∙ 22/8 + 1,2) ∙ 1,1/(40 ∙ 22/8 + 17) ≈ 0,63 (с-1).

Ответ: 0,63 с-1.

2. Формула уровня интенсивности звука (Б) суть
L = lg I/I0, (1)
где I – интенсивность звука, I0 – интенсивность звука на пороге слышимости.

Пусть L1 = lg I1/I0 – уровень интенсивности шума в помещении, L2 = lg I2/I0 – уровень интенсивности шума, воспр инимаемого через протектор. Тогда по условию задачи
L1 – L2 = 0,1 ∙ 20 = 2 (переводим дБ в Б),
или
lg I1/I0 – lg I2/I0 = 2,
lg I1/I2 = 2,
I1/I2 = 100,
I1 = 100 ∙ I2. (2)

Поскольку
I2 = E/(tS), (3)
где E – звуковая энергия, прошедшая чрез перепонку, t – время воздействия звука, S – площадь перепонки,
то из формул (2), (3) после подстановки числовых значений находим
I1 = 100 ∙ 0,4 ∙ 10-6/(10 ∙ 60 ∙ 66 ∙ 10-6) ≈ 1,0 ∙ 10-3 (Вт/м2).

Ответ: 1,0 ∙ 10-3 Вт/м2.

3. Пусть имеет место одноосное растяжение мышцы. Тогда (если только я не ошибаюсь) формула для определения объемной плотности энергии uо (в сопротивлении материалов применяется термин «удел ьная потенциальная энергия деформации») имеет вид
uо = σ2/(2E), (1)
где σ – нормальное упругое напряжение, E – модуль Юнга (модуль упругости).

С другой стороны, согласно закону Гука,
σ = Eε, (2)
где ε – относительная деформация (в нашем случае – относительное удлинение).

Из формул (1) и (2) получаем
uо = (Eε)2/(2E) = Eε2/2,
E = 2uo/ε2 = 2 ∙ 1,2 ∙ 103/(0,05)2 = 960000 (Па),
σ = 960000 ∙ 0,05 = 48000 (Па).

Ответ: σ = 48000 Па, E = 960000 Па.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 06.08.2009, 23:58
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 61805:

Помогите, пожалуйста с задачей: Упругий маленький шарик уронили с высоты h на упругую массивную плиту. Плита все время колеблется так, что в момент падения на нее шарика она находится в начальном положении и движется в этот момент навстречу шарику со скоростью V.
Найти высоту подъема шарика после n-го отскока.
Заранее спасибо! Михаил.

Дата отправки: 08.11.2006, 16:25
Вопрос задал: Dribinsky
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Сухомлин Кирилл Владимирович:

Здравствуйте, Dribinsky!
Массивная плита - это значит, что ее масса несравнимо больше массы шарика и он отскакивает от нее. Чтоб посчитать изменение скорости за один отскок, надо перейти в систему отсчета, движущуюся со скоростью V относительно Земли. После отскока проекция скорости шарика в этой системе изменит знак на противоположный, а по модулю останется такой же - обычный осткок при упругом ударе о стену или другой "недвижимый объект". Сразу после удара "вернемся" в систему отсчета связанную с Землей. Если до удара скорость была u, то теперь она должна стать -(u+2V). Не буду воспроизводить полностью это, т.к. подобный вывод можно встретить во многих учебниках, а при желании, и провести самому. Тем более, вы уже знаете, какой ответ должен получиться.
Сопротивления воздуха нет, поэтому шарик подлетит, и опять упадет на плиту. Но теперь уже со скоростью u+2V. И теперь отскочит уже со скоростью u+4V... и т.д. После n-го отскока, скорость шарика будет u+2nV и из закона сохранения энергии высота подъема будет равна (u+2nV)^2 / 2g
Начальная скорость определяется аналогично, только из обратной формулы: u = корень(2gh)
Ответ: H = (sqrt(2gh)+2nV)^2 / 2g = h + 2sqrt(g/2h)*nV + 4*(nV)^2

Консультировал: Сухомлин Кирилл Владимирович
Дата отправки: 09.11.2006, 11:17
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Dribinsky!
У меня получился ответ H(n)=(sqrt(h)+nV/sqrt(2g))^2, который выводится следующим образом. Скорость шарика перед первым соударением v=sqrt(2gh). В системе отсчета, связанной с плитой, скорость шарика до соударения равна v+V, а после соударения - минус (v+V). Высота подъема шарика после первого отскока H(1)=((v+V)^2)/2g. Таким же образом находим, что высота подъема шарика после второго от скока H(2)=((v+2V)^2)/2g и вообще для n-го отскока высота подъема H(n)=((v+nV)^2)/2g=((sqrt(2gh)+nV)^2)/2g=(sqrt(h)+nV/sqrt(2g))^2.
Так что есть смысл проверить выкладки.
С уважением,
Mr. Andy.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 10.11.2006, 08:51
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 85119:

Здравствуйте эксперты:
Однородный стержень длиной 1м может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через одни из его концов. В другой конец абсолютно не упруго ударяет пуля массой 7грамм, летящая перпендикулярно стержню стрежню и его оси. Определить массу M стержня, если в результате попадания пули он отклонился на угол 60 градусов. Принять скорость рули 360м/с. Масса стержня много больше массы пули.
Я так понимаю что задача на закон сохранения энергии, кинетическая энергия пули переходит в энергию вращения стержня, mv^2=Iw^2;
массу стержня можно вытащить из момента инерции, но надо найти w, ее надо как то вычислить через угол отклонения, но как я пока не пойму, прям ступор какой то, подскажите пожалуйста.

Дата отправки: 02.05.2007, 18:04
Вопрос задал: Tribak (Студент)
Всего ответов: 3
Страница онлайн-консультации »

Консультирует spaar (Студент):

Привет, Tribak.
Закон сохранения момента импульса:
m ∙ v ∙ r = I ∙ ω .

Консультировал: spaar (Студент)
Дата отправки: 02.05.2007, 19:17
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультирует SFResid (Модератор):

Здравствуйте, Tribak!
Дело гораздо проще. Стержень отклонился на угол 60 градусов и ОСТАНОВИЛСЯ (а потом стал качаться, но к вопросу задачи это не относится - важно ясно представить, ЧТО именно происходит). В момент остановки, естественно, энергия вращения стержня просто равна нулю, а кинетическая энергия пули полностью переходит в работу поднятия центра массы стержня на высоту, равную (L/2)*(1 - COS(a)). Здесь L - длина стержня, L/2 - расстояние от центра массы стержня до его конца, где находится ось вращения. Работа равна этой высоте, умноженной на силу тяжести F = M*g. Таким образом, (m*v^2)/2 = (M*g*L*(1 - COS(a)))/2, где m - масса пули, а v - её скорость. Отсюда нетрудно найти M.

Консультировал: SFResid (Модератор)
Дата отправки: 03.05.2007, 00:00
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультирует Сухачев Павел Александрович:

Здравствуйте, Tribak!

Пускай от удара поднимется на высоту h. Тогда из треугольника:
L*cos60=L-h; h=L/2;
Из Закона Сохранения Энергии:
(M+m)*U^2/2=(M+m)*g*h; (кинетическая энергия стержня с пулей превращается в потенциальную)
h=U^2/(2*g);
U=sqrt(2*g*h); U=sqrt(g*L);
Подставим U в Закон Сохранения Импульса для стержня и пули:
m*V=(M+m)*sqrt(g*L);
M=m(V-sqrt(g*L))/sqrt(g*L);

Консультировал: Сухачев Павел Александрович
Дата отправки: 05.05.2007, 09:50
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

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

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!

© 2001-2012, Портал RFPRO.RU, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
Калашников О.А. | Гладенюк А.Г.
Хостинг: Компания "Московский хостер"
Версия системы: 2011.6.36 от 26.01.2012
В избранное