Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Июнь 2021   →
 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
29
30


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


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Михаил Александров
Статус: Советник
Рейтинг: 782
∙ повысить рейтинг » 		Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 354
∙ повысить рейтинг » 		CradleA
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 266
∙ повысить рейтинг »

Физика

Номер выпуска:2639
Дата выхода:03.06.2021, 00:15
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:17 / 90
Вопросов / ответов:3 / 4

Консультация # 200992: Здравствуйте! Прошу помощи в решении следующей задачи: Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС 5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, реостата и черного ящика, ВАХ которого представлена на рисунке. С какой максимальной мощностью будет выделяться тепло на реостате?...
Консультация # 200994: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: "Ускорение материальной точки изменяется по закону a=kt2eх-mey, где k=3 м/c4, m=3 м/c2. Найти, на каком расстоянии от начала координат она будет находиться в момент времени t=1c, если V...
Конс ультация # 200997: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Материальная точка начинает двигаться в момент времени [t][0]= из начала координат со скоростью изменяющейся со временем по закону v=iA+jBt+kCt2, где A=1м/c, B=2м/c2, C=1,5м/c3. На каком расстоянии от начала координат окажется э...

Консультация # 200992:

Здравствуйте! Прошу помощи в решении следующей задачи:
Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС 5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, реостата и черного ящика, ВАХ которого представлена на рисунке. С какой максимальной мощностью будет выделяться тепло на реостате?

Дата отправки: 28.05.2021, 11:06
Вопрос задал: hatehasse (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует vsetin (8-й класс):

По сути, это задача на законы Киргхофа, но в одном из элементов цепи зависимость между U и I немного необычная. Найдем ее.

Для этого рассмотрим график как y=y(x). Где y обозначено как I, а x - как U. Нас, в основном, интересует уравнение второго участка (наклонной прямой).
Заметим, что при U=1 В I=0, а при U=2,5 В I=500 мА=0,5 А.

Отсюда получаем искомое уравнение I=(U-1)/3 или U=3*I +1

Теперь рассмотрим два случая подключения черного ящика: последовательное и параллельное.

1) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ.

Уравнение для напряжений: ℰ = I*r + I*R + (3*I+1), где r- внутреннее сопротивление батарейки, а R -сопротивление реостата.

или, подставляя численные значения, получаем

5 = I + I*R + 3*I+1

Откуда находим

I = 4/(R+4)

Это также сила тока, протекающего через реостат. Поскольку P=U*I, а для реостата U=I*R, то для реостата P=I2*R

или P=16*R/(R+4)2

Нам нужно на йти максимальную мощность. Значит, подберем соответствующее значение R.

Рассмотрим функцию f(x)=x/(x+a)2 и найдем ее точку максимума. Для этого найдем ее первую производную и приравняем к нулю.

f'(x) =1/(x+a)2 +x*(-2)/(x+a)3 = (x+a -2*x)/(x+a)3= (a -x)/(x+a)3=0

Откуда находим x=a. На всякий случай, если вычислить вторую производную в этой точке, то она будет отрицательной. Значит, это точка максимума.

Таким образом, для последовательного соединения Pmax =16*4/(4+4)2= 1 (Вт).

ПРИМЕЧАНИЕ (дополнительная проверка). При этом сопротивлении реостата I=4/(4+4) = 0,5 (А), а на черный ящик подается напряжение U=3*I+1 = 2,5 В, т.е. такое возможно - мы находимся на наклонной части ВАХ черного ящика.

2) ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ.

Уравнение для напряжений:

ℰ = I*r + I1*R, где I1- сила тока, протекающего через реостат, а I - сила тока, вте кающего в контур.

Уравнение для токов: I=I1 + I2, где I2 - сила тока протекающего через черный ящик.

Кроме того, I2 =(I1*R -1)/3, где I1*R - напряжение, которое одинаковое как на реостате, так и на черном ящике.

Нас интересует сила тока, протекающего через реостат (I1). Подставим численные значения для вышеуказанных уравнений:

5 = I + I1*R или 5 = (I1 + I2) + I1*R

I2 = (I1*R -1)/3

=> 5= I1 + (I1*R -1)/3 + I1*R или 16/3 = I1*(4*R/3 +1)

или 16 =I1*(4*R +3)

Откуда I1=16/(4*R+3) = 4/(R+3/4)

чему соответствует значение P=I12*R=16*R/(R+3/4)2, которое достигает максимума при R=3/4 (см. пример с функцией f(x) в пункте 1).

Значит, Pmax = 16*3/4/(3/4+3/4)2=12 *4/9 = 16/3 ≈5,33 (Вт), что превышает соответствующее значение в пункте 1 (при последовательном соединении.

ПРИМЕЧАНИЕ (дополнительная проверка). Значению R=3/4 соответствует I1=4/(3/4+3/4)=8/3 (А).
=> I2= (8/3*3/4 -1)/3 = 1/3 (А). Чему соответствует напряжение U=3*1/3+1 = 2 (В). Значит, такое возможно.

ОТВЕТ: 16/3 ≈5,33 Вт (параллельное соединение)
Вроде бы. так.

Консультировал: vsetin (8-й класс)
Дата отправки: 30.05.2021, 09:42 style="font-style: italic; color: gray;">нет комментария
-----
Дата оценки: 30.05.2021, 10:24
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +3 одобряю!

Консультация # 200994:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
"Ускорение материальной точки изменяется по закону a=kt2eх-mey, где k=3 м/c4, m=3 м/c2. Найти, на каком расстоянии от начала координат она будет находиться в момент времени t=1c, если V0=0 и r0=0 при t=0"

Дата отправки: 28.05.2021, 11:27
Вопрос задал: Alex (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Академик):

Здравствуйте, Alex!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: -- закон изменения ускорения материальной точки; -- скорость и радиус-вектор материальной точки при с.
Определить: -- расстояние от начала координат до материальной точки в момент времени с.

Решение


Имеем, учитывая начальные условия,



(м).


Ответ: м.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Академик)
Дата отправки: 28.05.2021, 12:30 style="font-style: italic; color: gray;">нет комментария
-----
Дата оценки: 29.05.2021, 10:20
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 200997:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Материальная точка начинает двигаться в момент времени [t][0]= из начала координат со скоростью изменяющейся со временем по закону v=iA+jBt+kCt2, где A=1м/c, B=2м/c2, C=1,5м/c3. На каком расстоянии от начала координат окажется эта точка через t=2c после начала движения?

Дата отправки: 28.05.2021, 22:51
Вопрос задал: Alex (Посетитель)
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Академик):

Здравствуйте, Олег!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: с -- момент начала движения материальной точки из начала координат; -- зависимость изменения скорости материальной точки от времени.
Определить: -- расстояние от начала координат, на котором окажется материальная точка в момент времени с.

Решение


Поскольку материальная точка начинает двигаться из начала координат, то её начальное положение задаётся нулевым вектором. Определим зависимость радиус-вектора материальной точки от времени:


Определим радиус-вектор точки в момент времени с:
(м);

(м).


Ответ: м.

Ответ отредактирован модератором Гордиенко Андрей Владимирович (Академик) 29.05.2021, 18:39

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Академик)
Дата отправки: 29.05.2021, 00:05 style="font-style: italic; color: gray;">нет комментария
-----
Дата оценки: 29.05.2021, 10:19
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультирует Konstantin Shvetski (Модератор):

Дано:
v=iA+jBt+kCt2
A=1м/c, B=2м/c2, C=1,5м/c3
r0(0;0;0)=0
t1=2c
Найти: r1
Решение:
Уравнение радиус-вектора связано с уравнением скорости таким образом: скорость - это производная радиус-вектора по времени, а радиус-вектор, соответственно, - это интеграл от скорости.
r(t)=∫(iA+jBt+kCt2)dt
Тогда
r(t)=iAt+j(B/2)t2+k(C/3)t3+r0
- здесь
i, j, k - единичные векторы (орты) в трехмерной декартовой системе координат, соответствующие координатным осям x, y и z, а r0=0 - нулевой вектор, соответствующий положению точки в начале отсчета времени.
Координаты точки в момент времени t1, следовательно:
x1=A*t1 = 1м /с*2с = 2м;
y1=(B/2)*t12 = (2/2)м/с2*(2с)2 = 4м;
z1=(C/3)*t13 = (1,5/3)м/с3*(2с)3 = 4м.
Тогда длина радиус-вектора в момент времени t1:
r1=√(x12+y12+z12) = √(22+42+42) = 6 м
*******
Удачи
smile

Ответ отредактирован модератором Konstantin Shvetski (Модератор) 29.05.2021, 10:11

Консультировал: Konstantin Shvetski (Модератор)
Дата отправки: 29.05.2021, 00:41
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 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