Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 797
∙ повысить рейтинг »
Михаил Александров
Статус: Профессор
Рейтинг: 88
∙ повысить рейтинг »
Лангваген Сергей Евгеньевич
Статус: Советник
Рейтинг: 63
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2225
Дата выхода:04.10.2019, 19:15
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:129 / 65
Вопросов / ответов:4 / 4

Консультация # 196497: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Сосредоточенная масса m = 2,5 кг, подвешена на пружине с коэффициентом жёсткости k = 6500 Н/м. Её начальное перемещение x0 = 0,03 м, а начальная скорость равна нулю. При этом наблюдается демпфирование больше критического, так как n = 3p (n – коэффициент затухания; p – частота собственных колебаний)...
Консультация # 196498: Здравствуйте, помогите пожалуйста решить задачу: Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов U=4000 В, влетела в однородное постоянное магнитное поле с индукцией В=0.5 Тл и начала вращаться по окружности радиуса R=2 см. Найти удельный заряд частицы(отношение её заряда к массе)....
Консультация # 196499: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Положительный заряд Q = 3⋅10–10(cтепень) Кл равномерно распределен по тонкому закрепленному полукольцу радиуса R = 3 м. Какую скорость приобретает свободный точечный заряд q=2⋅10–4(степень)Кл с массой m=10–5(степень)кг, первоначально покоившийся в центре О полукольца, удаливши...
Консультация # 196500: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Ток 10 А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением 1 мм^2, создаёт в центре кольца напряжённость магнитного поля 200 А/м, Какая разность потенциалов приложена к концам проволоки, образующей кольцо? ...

Консультация # 196497:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Сосредоточенная масса m = 2,5 кг, подвешена на пружине с коэффициентом жёсткости k = 6500 Н/м. Её начальное перемещение x0 = 0,03 м, а начальная скорость равна нулю. При этом наблюдается демпфирование больше критического, так как n = 3p (n – коэффициент затухания; p – частота собственных колебаний). Определить координату сосредоточенной массы через 0,5 с.


Дата отправки: 28.09.2019, 21:09
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор):

Здравствуйте, dar777!

Дано: m=2.5 кг -- масса груза; k=6,5*103 Н/м -- жёсткость пружины; x0=0,03 м -- начальная координата груза; v0=0 -- начальная скорость груза; n/p=3 -- коэффициент демпфирования.

Определить: x(0,5) -- координату груза через время t=0,5 с после начала колебаний.

Решение

Имеем

p=√(kg/W)=√(k/m)=√(6,5*103/2,5)≈51,0 (с-1) (здесь W=mg -- вес груза)

-- круговая частота колебаний при отсутствии демпфирования [1, с. 16];
n2-p2=(3p)2-p2=8p2,

√(n2-p2)=√(8p2)=2p√2;

согласно формулам на странице 72 [1], корни характеристического уравнения свободных колебаний с вязким демпфированием суть числа
r1=-n-√(n2-p2 )=-3p-2p√2=-p(3+2√2)=-(3+2√2)√(k/m)=-(3+2√2)√(6,5*103/2,5)≈-297 (c-1),

r2=-n+√(n2-p2)=-3p+2p√2=-p(3-2√2)=-(3-2√2)√(k/m)=-(3-2√2)√(6,5*103/2,5)≈-8,75 (c-1);

согласно формуле на странице 71 [1], зависимость перемещения от времени в рассматриваемом случае имеет вид
x(t)=(x0/(r1-r2))(r1exp(r2t)-r2exp(r1t)),

значит,
x(0,5)≈(0,03/(-297-(-9)))(-297exp(-8,75*0,5)-(-8,75exp(-297*0,5)))≈3,67*10-4 (м).


Ответ: 3,67*10-4 м.

Литература
1. Тимошенко С. П., Янг Д. Х., Уивер У. -- М.: Машиностроение, 1985. -- 472 с.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор)
Дата отправки: 01.10.2019, 16:00

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 01.10.2019, 16:16

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 196498:

Здравствуйте, помогите пожалуйста решить задачу: Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов U=4000 В, влетела в однородное постоянное магнитное поле с индукцией В=0.5 Тл и начала вращаться по окружности радиуса R=2 см. Найти удельный заряд частицы(отношение её заряда к массе).

Дата отправки: 28.09.2019, 22:28
Вопрос задал: syndicate71rus (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор):

Здравствуйте, syndicate71rus!

Дано: U=4*103 В -- ускоряющая разность потенциалов; B=0,5 Тл -- индукция магнитного поля, в котором движется частица; R=2*10-2 м -- радиус траектории, по которой движется частица.

Определить: q/m -- отношение заряда частицы к её массе.

Решение

Электрическое поле, создавшее ускоряющую разность потенциалов, произвело над зарядом частицы работу A=qU [1, с. 231]. Эта работа пошла на увеличение кинетической энергии частицы; при этом если частица покоилась, то пройдя ускоряющую разность потенциалов, она приобретёт скорость v и кинетическую энергию K=mv2/2 [1, с. 70]. По теореме о кинетической энергии [1, с. 70] qU=mv2/2. Тогда v2=2qU/m и, в соответствии с [1, с. 327], m/q=RB/v,

q/m=v/(RB)=(√(2qU/m))/(RB),

(q/m)2=(q/m)(2U)/(RB)2,

q/m=2U/(RB)2=2*4* 103/(2*10-2*0,5)2=8*107 (Кл/кг).


Ответ: 8*107 Кл/кг.

Литература
1. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К. С. Физика в средней школе. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2004. -- 720 с.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор)
Дата отправки: 02.10.2019, 11:01

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 03.10.2019, 20:40

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!

Консультация # 196499:

Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Положительный заряд Q = 3⋅10–10(cтепень) Кл равномерно распределен по тонкому закрепленному полукольцу радиуса R = 3 м. Какую скорость приобретает свободный точечный заряд q=2⋅10–4(степень)Кл с массой m=10–5(степень)кг, первоначально покоившийся в центре О полукольца, удалившись под действием электрической силы на очень большое расстояние от точки О?

Дата отправки: 28.09.2019, 22:39
Вопрос задал: syndicate71rus (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор):

Здравствуйте, syndicate71rus!

Дано: Q=3*10-10 Кл -- заряд полукольца; R=3 м -- радиус полукольца; q=2*10-4 Кл -- величина точечного заряда, находящегося в центре полукольца; m=1*10-5 кг -- масса точечного заряда, находящегося в центре полукольца.

Определить: v -- скорость, которую приобретёт точечный заряд, находящийся в центре полукольца, при удалении на очень большое расстояние от центра полукольца под действием электрической силы со стороны полукольца.

Решение

Линейная плотность τ заряда полукольца равна отношению его заряда Q к половине длины πR окружности и составляет τ=Q/(πR), Кл/м [1, с. 363]. Вычислим потенциал φ электрического поля полукольца в его центре. Для этого разделим полукольцо на элементарные дуги dl так, что их элементарные заряды dQ=τdl=Qdl/(πR) можно считать точечными. Потенциал поля точечного заряда, расположенного на кольце при условии φ(∞)= 0, согласно [1, с. 371], составляет

dφ=dQ/(4πε0εR)=τdl/(4πε0εR)=(Q/(πR))*dl/(4πε0εR)=Qdl/(4π2ε0εR2),

где ε -- относительная диэлектрическая проницаемость среды (для вакуума ε=1 [1, с. 360]), ε0=8,85*10-12 Ф/м [1, с. 360] -- электрическая постоянная.

Согласно [1, с. 371], при наложении электростатических полей их потенциалы складываются алгебраически. Поэтому потенциал электрического поля заряда, распределённого по полукольцу, в его центре вычисляется интегрированием потенциалов элементарных зарядов кольца, то есть, согласно [2, с. 53],
φ=0πRdφ=Q/(4π2ε0εR2)0πRdl=Q/(4πε0εR).

В Вашем случае
φ=3*10-10/(4π*8,85*10-12*1*3)≈0,899 (В).


Согласно [1, с. 270] при перемещении заряда q из центра полукольца в бесконечно удалённую точку силы электрического поля полукольца производят работу A=qφ, которая, согласно теореме о кинетической энергии [3, с. 45], равна приращению кинетической энергии материальной точки, несущей заряд. Если точка, несущая заряд, первоначально покоилась, то в конечной точке своего перемещения она будет иметь скорость v и кинетическую энергию mv2/2. Поэтому qφ=mv2/2, откуда получим, что искомая скорость составляет
v=√(2qφ/m)=√(2*2*10-4*0,899/(1*10-5))≈6,00 (м/с).


Ответ: 6,00 м/с.

Литература
1. Яворский Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А. К. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. -- М.: ООО "Издательство Оникс", 2007. -- 1056 с.2. Груздев В. А. и др. Физика. В 2 ч. Ч. 2. -- Минск: РИВШ, 2009. -- 312 с.
3. Груздев В. А. и др. Физика. В 2 ч. Ч. 1. -- Минск: РИВШ, 2009. -- 296 с.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессор)
Дата отправки: 02.10.2019, 19:29

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 03.10.2019, 20:53

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!

Консультация # 196500:

Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Ток 10 А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением 1 мм^2, создаёт в центре кольца напряжённость магнитного поля 200 А/м, Какая разность потенциалов приложена к концам проволоки, образующей кольцо?

Дата отправки: 28.09.2019, 22:51
Вопрос задал: syndicate71rus (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, syndicate71rus!
Напряжённость магнитного поля H=200 А/м в кольце радиусом R с током I = 10 А вычисляется по формуле
H = I / (2·R) (см "Формулы индукции магнитного поля" Ссылка1 \ (8) )
Из этой базовой формулы можем узнать радиус кольца
R = I / (2·H) = 10 / 400 = 0,025 м

Электрическое сопротивление r медного проводника длиной L и площадью сечения S = 1 мм2 = 1·10-6 м2 связано с удельным сопротивлением ρ меди формулой
r = ρ·L/S (см "Что такое удельное электрическое сопротивление?" Ссылка2 )
В этой же учебной статье читаем удельное сопротивление меди ρ = 1,7·10-8 Ом·м
Длина окружности кольца L = 2·π·R = 0,157 м
Сопротивление медного кольца r = ρ·L/S = 2,67·10-3 Ом

По закону Ома вычисляем искомую разность потенциалов, приложенную к концам проволочного кольца :
ΔU = I·r = 0.027 Вольт = 27 мВ

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 29.09.2019, 13:57

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 29.09.2019, 21:12

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!


Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

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!


В избранное