Тема №9738 Решение задач по физике 420 (Часть 2)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Решение задач по физике 420 (Часть 2) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Решение задач по физике 420 (Часть 2), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

136. С какой начальной скоростью нужно бросить тело с высоты 40м, чтобы оно достигло Земли за 1с? Определить время падения тела без начальной скорости. g = 9,81м/с2.

____

а) υо = (2h – gt2) / 2t = (2*40 – 9,81*1) / 2 = 35,1м/с. б) t = √2h/g = 2,86с.

*137. Первое тело падает свободно с высоты 500м. С какой скоростью необходимо бросить второе тело с высоты 700м, чтобы они оба упали на Землю одновременно? g = 9,81Н/кг.

_____

h1 =gt2 /2, t = √2h1/g ,

h2 = υot + gt2/2

------------------ _____ _________

h2 – h1 = υоt. υo = ∆h / √2h1/g = 200м / √2*500/9,81 =19,8м/с

138. Стрела, выпущенная вертикально вверх, упала на Землю через 9с. Определить максимальную высоту подъёма и начальную скорость. g = 9,81м/с2.

а) υо = gt/2 =9,81* 4,5c = 44,15м/с. б) H = 44,15м/с* 4,5с – 9,81м/с2(4,5с)2/2 = 100м.

139. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 30м/с. Записать уравнение движения, приняв g = 10Н/кг.

y =yo + υot – gt2/2. y = 30t – 5t2.

26. Равномерное криволинейное движение.

140. Найти угловую скорость и частоту вращения барабана диаметром 30см, если трос, перекинутый через него, перемещается со скоростью 0,5м/с.

ω = υ / r = 2υ/d = 2*0,5м/с / 0,3м = 3,33рад/с. n =ω/2π = 3,33/ 2*3,14 =0,54Гц(об/с).

141. Колесо вращается с угловой скоростью 8π рад/с. За какое время оно совершает 200 оборотов?

n = ω/2π, N/t = ω/2π , t = 2πN/ω = 2*220 / 8 = 50c.

142. Определить ускорение точек колеса, удалённых от оси вращения на 60см, их линейная скорость 30м/с. Определить угловую скорость.

а = υ2 /r = 900/0,6 = 1500м/с2. ω = υ/r = 30/0,6 =50 рад/с.

27. Неравномерное криволинейное движение.

*143. Тело начинает движение прямолинейно и через 25с ено скорость достигла 50м/с. Потом движение происходило по окружности радиусом 200м и через 20с его скорость снизилась до 10м/с. Далее движение было прямолинейным с этой скоростью в течении 5с. Определить среднюю скорость движения, полное ускорение через 5с после начала движения по окружности. (Рисунок).

1) АВ. υВ = υА + аАВ*tAB. υA = 0м/с. а = 50/25 = 2м/с2.

SAB = 2м/с2(25с2) /2 = 625м.

2) ВС. υВ = 50м/с, υС = 10м/с, tBC = 20c.

а лин = (10 – 50) / 20 = - 2м/с2.

SBC = 50*20 – 2*400/2 = 600м.

3) СД. υС = 10м/с, tCД= 5с.

SCD = 10м/с*5с = 50м.

4) υК = υВ + алин ×tBC = 50 – 2*5 = 40м/с.

аn = υ2 /r = 1 600/200 = 8м/с2.

_________

5) а = √алин2 + аn2 = 8,25м/с2 . 6) υср = S / t = 25,5м/с.

28. Законы Ньютона.

144. Два тела массами 600 и 800г двигались навстречу друг другу и после столкновения остановились. Определить скорость движения второго тела, если первое двигалось со скоростью 5м/с.

υ2 = υ1*m1/m2 = 5*0,6/0,8 =3,75м/с.

145. Под действием силы в 40Н тело движется с ускорением 0,6м/с2. С каким ускорением будет двигаться это тело под действием силы в 80Н?

m =F1/a1 = 66,7кг. a2 = F2/m2 = 1,2м/с2.

146. Сила в 120Н сообщает телу ускорение 80см/с2. Какая сила сообщит этому телу ускорение 200см/с2?

m = F1/a1 = 120/0,8 = 150кг. F2 = m*a2 = 150*2м/с2 = 300Н.

147. Тело массой 10кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 20дм/с2. Какое ускорение приобретёт тело массой 15кг по действием этой же силы?

F=m1a1= 10*2м/с2 = 20Н. а2 = F/m2 = 1,33Н.

148. Пустой авто массой 5т трогается с места с ускорением 0,5м/с2. Гружёный автомобиль, при той же силе тяги трогается с ускорением 0,2м/с2. Определить массу груза.

F = m1a1 = 5 000*0,5 = 2 500Н. m2=F/a2 = 2 500/0,2 = 12 500кг.

mг = m2 - m1 = 7,5т.

149. Используя график скорости движения тела массой 10кг определить значения равнодействующей. (Рисунок).

F1 = m a1 = 10*1,5 = 15H

F2 = m a2 = 10*0,25= 2,5H

F3 =m a3 = 10*(-2) = - 20H.

*150. Трактор трогается с гружёной тележкой с ускорением 0,3м/с2, с пустой – 0,5м/с2. С каким ускорением тронется трактор с обеими тележками вместе. Сила тяги во всех случаях не меняется.

а = F / (m1+m2) = F / (F/a1 + F/a2) =a1a2/(a1 + a2) = 0,5*0,3/0,8 =0,19м/с2.

151. Какова сила тяги авто массой 3т, если при трогании с места он проезжает 100м за 4с?

F = ma = m 2S/t2 = 3 000*200 /16 = 37 500H = 37,5кН.

152. На покоющееся тело массой 500г действует сила 0,2Н в течении 5с. Какую скорость приобретает тело о какой путь оно преодолеет?

F = ma = m∆υ/t = mυ/t; υ = Ft/m= 0,2*5/0,5 = 2м/с. S = υt/2 = 5м.

153. В течении 30с человек шестом отталкивает от берега баржу, массой 300т. На какое расстояние отплывёт баржа от пристани, если прилагаемое усилие 400Н?

S = at2/2 = Ft2/2m = 400*900/2*300 000= 0,6м.

29. Сила упругости.

154. Найти удлинение буксирного троса с жёсткостью 200кН/м при буксировке авто массой 2т с ускорением 0,5м/с2. Трение не учитывать.

Fтяги= ma = Fупр = k∆x ; ∆x = ma/k = 2000*0,5/200 000 = 0,005м = 5мм.

155. По графику F =f(t) определить удлинение тела, силу упругости, коэффициент упругости.

30. Сила Всемирного тяготения.

156. Вычислить ускорение свободного падения в 100км от Земли.

g = GM/(R+h)2 = 9,47м/с2.

157. Определить силу притяжения между кораблями массами 40 000т и 60 000т на расстоянии 1км.

F = Gm1m2 / R2 = 6,67×10-11Нм2/кг2×4*107кг×6*107кг / 106м2 = 0,16Н.

158. На какую высоту поднялся космический корабль, если приборы зафиксировали g =4,9м/с2?

_____

h = √GM/g – R = 2 644км.

159. Средняя высота спутника над Землёй 1 700км. Определить скорость и период обращения.

_________

υ = √GM/(R +h) = 7,03км/с; Т = 2π(R + h) / υ = 7 240c = 120,7мин= 2,01ч.

31. Сила тяжести. Вес тела. (10 класс).

160. Тело массой 10кг падает вблизи поверхности Земли. Определить силу тяжести и вес этого тела. g = 9,81Н/кг.

FT = mg = 98,1H. P = m(g – g) = 0H.

161. Человек массой 60кг перемещается в лифте. g=9,8м/2. Каков его вес, если:

а) лифт поднимается вверх с ускорением 4м/с2. Р= m(g+a)= 828H

б) лифт равномерно опускается вниз. Р = mg = 588H

в) лифт равномерно поднимается вверх Р = mg = 588H

г) лифт опускается вниз с ускорением 4м/с2 Р =m(g – a) = 348H/

162. Канат выдерживает тело весом не более 2 500Н. На нём поднимают груз массой 200кг. При каком ускорении канат оборвётся? g = 9,8м/с2.

Р = m(g+a); a = P/m - g = 2,7м/с2.

163. В шахту равноускоренно опускается клеть, вес которой в покое 2 800Н. За первые 10с она опустилась на 35м. Каков вес клети в движении.

m = Po / g = 2 800/9,8 = 285,7кг. P = mg – m*2S/t2 = 2 600Н = 2,6кН.

164. Сани с человеком въезжают на вершину горки радиусом кривизны 20м, а затем съезжают на дно впадины кривизной 10м. Общая масса человека и саней составляет 50кг. g =9,8Н/кг. Определить совместный вес в обоих случаях, если сани скользили равномерно со скоростью 10м/с.

P1 = m(g – υ2/r1) = 60(9,8 – 100/20) = 240H. P2 = m(g + υ2/r2) = 60(9,8 + 100/10) = 990H.

Показать все векторы на рисунке.

165. Шар массой 4кг прикреплен к концу стержня длиной 0,5м. Стержень вращают в вертикальной плоскости. Он может оборваться при нагрузке 90Н.Какова угловая скорость при разрыве? g=9,8Н/кг. _________

F = m(g + υ2/r); υ = √(F/m – g)r = 2,5м/с; ω = υ/r = 5рад/с.

32. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

*166. Камень брошен со скоростью 200м/с под углом в 60град к горизонту. Определить время, дальность и максимальную высоту полёта. g = 10 Н/кг.

1) h(t) = 0. h = υosinαt – gt2; 0 = 200*√3/2*t – 5t2; t =34,2c.

2) h(t/2) = H. H = 200*√3/2*17,1c – 5(17,1c)2 = 1 462м.

3) S = υocosαt = 200*0,5*34,2c = 3 420м.

*167.Самолёт летит на высоте 1 500м с горизонтальной скоростью 200м/с. Из зенитного орудия производят выстрел в момент, когда самолёт находится на одной вертикали с орудием. Под каким углом нужно произвести выстрел, чтобы попасть в самолёт? Начальная скорость снаряда 900м/с. Какой путь преодолеет снаряд?

1) Уравнения движения снаряда: y1 = υоsinαt – gt2/2 , x1 = υocosαt.

Уравнения движения самолёта: y2 = h, x2 = υt.

При попадании: х1=х2; y1 = y2.

Приравняв правые части уравнений, получим: cosα = υ/υo = 200/900=0,2222. α = 770

2) S = h/sinα = 1 500/0,9744 = 1539,4м.

168. Тело сброшено с высоты 3 920м в горизонтальном направлении со скоростью 720км/ч. Какова дальность полёта тела? g = 9,8Н/кг.

____ __________

s = υot = υo√2h/g = 200√2*3 920/9,8 = 5 600м.

169. Дальность полёта тела, брошенного в горизонтальном направлении со скоростью 10м/с равна высоте бросания. С какой высоты брошено тело?

х =υоt, y = gt2 /2, откуда t = 2υo/g = 2*10/10 = 2c. S =h = x = 10*2 =20м.

*170. Снаряд, вылетевший из орудия под углом α к горизонту находился в полёте 12с. Какой наибольшей высоты достиг снаряд?

0 = υоsinαt – gt2/2 υosinα = gt/2 = 10*12/2 = 60м/с.

H = υosinαt/2 – g(t/2)2/2

Подставив во второе уравнение, получим H = 60*6 – 10*36/2 = 180м.

33. ИСЗ.

171. Вычислить первую космическую скорость для Земли (R=6400км, g=9,8м/с2), Марса(3400, 3,6), Венеры(6 000; 8,4), Луны (1 760; 1,7)

_____ ___

υ =√GM/R = √gR ; подставив, получим соответственно: 7,92км/с, 3,5км/с, 7,1км/с, 1,73км/с.

172. ИСЗ имел круговую орбиту, удалённую от поверхности Земли на 220км. Определить скорость спутника и его период обращения.

_________

υ = √GM/(R+h) = 7,78×103м/с. T = 2π(R+h) / υ = 5 340с = 89,1мин = 1,48ч.

34. Движение тела под действием силы трения.

173. Какой путь преодолеет авто, если в момент отключения трансмиссии, он имел начальную скорость 54км/ч, а μ = 0,6?

S = (mv02) / 2μmg = 152/2*0,6*10 = 18,75м

174. С какой скоростью двигался автомобиль, если μ = 0,5, тормозной путь составил 35м?

________ ___________

S = mvo2/2Fтр; vo = √2μmgS/m = √2*0,5*10*35 = 18,7м/с = 67,35км/ч

175. Каково время торможения авто, если v= 72км/ч, μ = 0,6?

t = mvo/Fтр = vo/μg = 20/0,6*10 = 3,3с.

176. Юноша, массой 50кг, прокатился на санках по горизонтальной дороге 20м с начальной скоростью 5м/с. Определить силу трения и коэффициент трения.

2Fтр = mvo2 /S, Fтр = mvo2 / 2S = 50*25/2*20 = 31,25H,

μ = Fтр/N = Fтр/mg = 31,25Н/ 50*10 = 0,0625.

177. Мальчик катился на санках по горизонтальной дороге 10с. Определить начальную скорость в начале дороги, если μ = 0,06, а также узнать тормозной путь.

mvo = Fтр*t , V= Fтр*t/ m = μgt =0,06*10*10 = 6м/с.

S = Vo2 / 2μg =36/2* 0,06*10= 30м

35. Движение тел под действием нескольких сил.

178. Автомобиль массой 14т, трогаясь с места, проезжает первые 50м за 10с. Определить силу тяги, если µ = 0,05. (Рисунок).

ma = F - Fc m2S/t2 = F - µN m2S/t2 = F - µmg

0 = N - Fт N = Fт N = mg

m2S/t2 = F - mgµ ; F = m2S/t2 + µmg = m ( 2S/t2 +µg) = 14 000кг( 2* 50м/100с2 +0,05*10) = 21 000Н.

Ответ: F = 21 кН.

179*. На каком расстоянии от перекрёстка начинает тормозить автомобиль при красном свете светофора, если он движется вверх по шоссе с α = 300 со скоростью 60км/ч? µ = 0,1. (Рисунок).

- ma = - Fтр - Fтsinα ma = Fтр + mgsinα

0 = N – Fт cosα N = mgcosα

ma = mµgcosα + mgsinα, a = µgcosα + gsinα, S = V02 / 2a = V02 / 2(µgcosα + gsinα) = 23,6м

Ответ: 23,6м

180. Шарик массой 0,4 кг прикреплён двумя нитями к доске, они образуют угол 600 между собой. Определить натяжение каждой нити, если доска будет двигаться вверх с ускорением 1,5м/с2.

(Рисунок).

α=300. ОУ; ma = - Fт + T1cosα + T2cosα; Т1= Т2 = Т.

ma= - mg + 2Tcosα;

T= m(a+g)/2cosα = 2,613Н.

181*. Наклонная плоскость движется с ускорением горизонтально. На плоскости лежит брусок, прикреплённый к ней нитью. Угол наклона-α, масса бруска –m, ускорение – а. Выразить через эти физические величины натяжение нити и силу давления бруска на наклонную. (Рисунок).

ОХ; macosα = - Fтsinα + T; macosα =T - mgsinα

OY; -masinα = - Fтcosα +N; N = mgcosα – masinα

T= m(acosα + gsinα); N = m(gcosα – asinα).

182. К нерастяжимой нити, перекинутой через неподвижный блок, прикреплены два тела массами 3 и1 кг. Рассчитать силу давления на ось блока. Массами блока и нити пренебречь. (Рисунок).

Т12=Т; а12=а; F=2T.

Для первого тела: m2a = T2 – F2

Для второго тела: - m1a = T1 – F1;

Решая совместно, получим: a = g(m1 – m2)/ m1+m2.

а = 5м/с2

T = m2a +m2g =15Н; F= 2Т = 30Н.

Ответ: F= 30Н.

36. Импульс тела. Закон сохранения импульса.

183. Найти импульс тела массой 600г, движущегося со скоростью 200дм/мин.

р= mV= 0,6кг*1/3м/с = 0,2кгм/с

184. Определить импульс силы поезда массой 2 000т, который увеличил скорость с 36км/ч до 72км/ч за 5 мин. Определить силу тяги поезда.

Ft= mV – mV0 = 2*106кг ( 20м/с – 10м/с) = 2*107кгм/с (Нс).

F = m∆V/t = 2*107кгм/с / 3*102с = 6,7*104Н.

185. Определить проекцию силы при упругом ударе мяча массой 4кг о пол, если V0 =40м/с, а угол падения 300.(Рисунок).

Спроецируем импульс силы удара на ОУ.

Ft =[ mV- (-mV0) ]cosα = 2mV0cosα = 276,8кгм/с

186*. Частицы 1и 2 с массами m1, m2 b и скоростями V1, V2 движутся согласно рисунку. При столкновении происходит неупругий удар, после которого они движутся как одно целое. Выразить скорость удара после столкновения. (Рисунок)

ОХ, m1V1x + m2V2x = (m1+m2)Vx, V2x =0.

OY, m1V1y + m2V2y = (m1+m2)Vy, V1y =0.

Vx = m1V1 /(m1+m2); Vy = m2V2 /(m1+m2).

________ _______________

V =√Vx2+Vy2 = √(m1V1)2 + (m2V2)2 /( m1+m2).

187. На тележку массой m1 = 400кг прыгает человек массой m2 = 50кг со скоростью V2= 20м/с. Скорость тележки при движении V1 = 10м/с. Какова скорость тележки вместе с человеком в случаях: а) человек догонял тележку, б) человек прыгал ей навстречу.

А) m2V+ m1V1 = (m1 + m2) V, V = (m1V1+m2V2) / (m1+m2) = 11,1м/с

Б) m1V1 – m2V2 = (m1+m2) V, V = 6,7м/с.

188. Движение тела массой 7кг задано уравнением: х= 3+8t – 1,5t2. Какая сила действует на тело?

С какой скоростью будет двигаться тело через 2с и каков импульс силы в это время?

F =ma, F = 7кг* (- 3м/с2) = - 21Н.

V = V0 + at = 8 – 3*2 = 2м/с.

Ft = m (V – V0) = 7кг ( 2м/с – 8м/с) = - 42 Нс

189*. Снаряд вылетает из орудия под углом α= 600 к горизонту с V0 = 300м/с. В некоторой точке он разрывается на два одинаковых осколка, один из которых падает вертикально вниз, а другой движется под углом β = 300 к горизонту. Какова скорость второго осколка? (Рисунок).

ОХ; mV0cosα = m1V1cos900 + m2V2cosβ.

V2 = mV0cosα / m2cosβ = mV0cosα / 0,5mcosβ= 2V0cosα/cosβ =

2*300м/с* 0,5/ cos 300 = 347м/с.

37. Механическая работа.

190. Какую работу совершает человек поднимая тело массой 2кг на высоту 1м с ускорением 3м/с2?

А= - Рh = - m(g+a)h = - 26Дж.

191. С глубины озера в 10м поднимают камень объёмом 0,4м3. Плотность камня 2500кг/м3. Определить работу при подъёме.

А = Fh = (Fт – FA)h= (mg – ρвgV)h= (ρkgV – ρbgV)h = hgV( ρk – ρb) = 60 000Дж.

192. Человек тянет сани за верёвку с силой 200Н под углом 600 к горизонту. Какую работу совершает человек на пути в 50м?

А = Fscosα = 5 000Дж.

193. Импульс тела 16 кгм/с. Кинетическая энергия 32 Дж. Определить массу и скорость тела.

mV=16

mVV/2 = 32 V=4м/с m= 16/V = 4кг.

194. Скорость свободно падающего тела массой 10кг изменилась от 2 до 10м/с. Найти работу силы тяжести.

А = ∆Ек = 0,5m( V2 – V02) = 480Дж

195. Снаряд вылетает со скоростью 600м/с в горизонтальном направлении. Какова мощность орудия, если длина ствола 2м, а масса снаряда 6кг?

S = (V0 + V)t /2 = Vt/2. t= 2S/V. A = ∆Ек = mV2/2. P= A/t = mV3/4S= 162МВт.

196. К грузу массой 500кг приложена постоянная вертикальная сила, поднимающая его за 10с на высоту 60м. Какую работу совершила сила?

h = (V0 +V)t/2 . V= 2h/t. A = Ep + Ek = mgh + mV2/2 = 336кДж.

197. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью V0. На какой высоте кинетическая энергия равна потенциальной?

Ер = Ек = 0,5Е. mgh = 0,5 mV0/2. h = V02/4g.

198. Груз массой 5кг падает с высоты 30м с начальной скоростью 0м/с. Определить работу силы тяжести. Какова эта работа через 1с после начала падения?

А = ∆Ер = mg(h2 – h1) = 1500Дж.

А(1с) = mV2/2 = m (V0 +gt)2/2 = mg2t2/2 = 250Дж.

199. Какую работу нужно совершить , чтобы растянуть пружину с k = 40кН/м на 1см?

А = - ∆Ер = - кх2/2 = - 2Дж.

200. Для растяжения пружины на 4мм необходимо совершить работу 0,02 Дж. Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть эту пружину на 4см?

А1 = кх12/2; к = 2А112= 2500Н/м; А= кх22/2 = 2Дж.

38. Закон сохранения энергии.

201. Найти потенциальную и кинетическую энергии тела массой 3кг, падающего с высоты 5м, на расстоянии 2м от Земли.

Ер2= mgh2 =3*10*2 = 60Дж. Е =mgh = 30*5 = 150Дж. Ек2 = Ер – Ер2 = 90Дж.

202. Определить Ер и Ек снаряда m=10кг, выпущенного вверх с начальной скоростью 300м/с через 3с после начала движения.

Ер2 = mgh= mg(V0t – gt2/2) = 85 500Дж. Ек2 = mV2/2 = m(V0 – gt)2/2 = 364 500Дж.

203. Какой высоты достигнет тело, брошенное вверх с начальной скоростью 10м/с?

mV02/2 + mgh0 = mV2/2 + mgh. V=0, h0 =0. h = V02/2g = 100/20=5м.

204. В момент падения тело имело скорость 60м/с. С какой высоты упало тело? По аналогии №203, имеем: h = V2/2g = 180м.

205. Тело массой 2кг брошено вверх с начальной скоростью 100м/с. Начертить графики изменения Ек, Ер, Е.

Ек= m(V0 – gt)2 /2 = ( 100 – 10t)2 Ер = mgh= mg(V0t – gt2/2)= 100t(20 – t)

Е = Ер+Ек

Используя эти зависимости и задавая время от 1с до 10с составляется табличка искомых величин и строятся три графика: Ер = f(t), Ek = f(t), E = f(t).

39. Мощность. КПД.

206. Мощность насоса 10 кВт. Какой объём воды может поднять этот насос с глубины 18м в течении 1 часа?

N=A/t , N= mgh/t, m= Nt/gh , ρV= Nt/gh, V= Nt/ghρ = 200м3=200 000л

207. Двигатель насоса мощностью 25кВт поднимает 100м3 нефти на высоту 6м за 8мин. Определить КПД.

КПД = mgh/Nt = ρVgh/Nt= 800*100*10*6/25000*480= 0,4. КПД=40%

208*. Какую работу надо совершить ,чтобы по плоскости с α=300 втащить груз массой 400кг на высоту 2м при µ=0,3? Определить КПД.(Рисунок)

A= FS= Fh/sinα.

a=0м/с2.

ОХ, 0=F- Fтр – mgsinα, F= µN+mgsinα.

OY, 0= N – mgcosα, N= mgcosα

F= µmgcosα +mgsinα= mg( µcosα +sinα)=3039Н

А= 3039Н*2м/0,5= 12 156Дж

КПД= Ап/А= mgh/A= 4 000*2/12 156= 0,66.

Ответ: А= 12 156Дж, КПД= 66%

209. Определить КПД наклонной плоскости длиной 1,5м и высотой 1м, если µ=0,1.

Используя решение №208, имеем: КПД= mgh/mg(µcosα+sinα)= h/(µcosα+sinα).

_____

cosα = √S2 – h2/S, sinα= h/S. Подставив,получим: КПД= 91%.

210. Трактор при пахоте преодолевает Fc= 10кН, развивая полезную мощность 40кВт. С какой скоростью двигался трактор?

N = Fc*V; V= N/Fc=4м/с

40. Механические колебания.

211. Маятник совершает 60 колебаний за 2 мин. Определить угловую скорость, линейную частоту и период колебаний.

Т= t/n = 120c/60 = 2c. ν=1/T= 0,5Гц. ώ= 2πν = π рад/с

212. х=5cos50πt. Построить график гармонических колебаний. Рисунок.

Т=2π/ώ=0,04с

213. х=3sin4πt. Построить график гармонических колебаний. Рисунок.

Т=0,5с

214. Найти массу груза, который на пружине с жёсткостью 250Н/м совершает 20 колебаний за 40с.

___

Т=2π√m/k, T=t/N, m= kt2/4π2n2= 25,4кг

215. Какова длина маятника, совершившего 40 колебаний за 1 минуту?

__

Т=2π√l/g , l= gt2/4π2n2=0,563м

216. Груз массой 1 кг, подвешенный на пружине жёсткостью 100Н/м совершает колебания с амплитудой 10см. Написать уравнение колебаний.

____

Т= 2π√m/k = 0,62π, ώ=2π/T=3,185π, x=0,1sin3,185πt

217. Какое значение ускорения свободного падения получится, если маятник длиной80см совершил за 3мин 100 колебаний?

g= 4π2l/T2=4π2lN2/t2= 9,738м/с2

218*. Длина первого маятника больше второго на 30см. Определить длины маятников, если за одно и тоже время первый совершил 10 колебаний, а другой 20 колебаний.

L1=L2+0,3, ____ ________

t/n1=2π√L1/g , t=2πn1√(L2+0,3)/g

___ ____ L2= - 0,3n12/(n12 – n22)= 0,1м; L1=0,4м

t/n2=2π√L2/g , t=2πn2√ L2/g

219. Груз массой 400г совершает колебания на пружине жёсткостью 250Н/м амплитудой 15см. Найти полную механическую энергию колебаний. Какова максимальная скорость движения груза?

_____

Ер= кхм2/2=250*0,0225/2=2,8125Дж. Екм= mVm2/2 , Vm= √2Ep/m = 3,75м/с

41. Механические волны.

220. Вдоль упругого шнура распространяется поперечная волна со скоростью 20м/с с периодом 1с. Какова длина этой волны?

£= VT= 20м.

221. Волна с частотой 200Гц распространяется со скоростью 400м/с. Какова длина волны?

£=V/ν=2м.

222. После вспышки молнии гром прогремел через 6с. На каком расстоянии от наблюдателя произошёл грозовой разряд?

S = Vt=2058м.

42. Основы МКТ. Основное уравнение МКТ.

223. Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 4кг?

ν=m/M= 4/0,027= 148моль

224.Какой объём занимают 200 моль ртути?

Vρ=νM, V= νM/ρ= 200*0,201/13 600= 0,003м3=3л

225.Сколько атомов содержится в свинцовой отливке массой 50г?

N=mNA/M= 0,05*6,02*1023/0,207= 1,45*1023

226.* В бассейн (30х10х2)м бросили кристалл соли массой 0,01г, который равномерно растворился в воде. Сколько молекул поваренной соли обнаружится в стакане с «солёной» водой? Объём стакана 200см3.

N1/V1 = N2/V2, N2= N1V2/V1= mNA/M x V2/V1= 10-5x6,02x1023x2*10-4/0,057*600=

=3,5x1013

227*. При аварии танкера в море вылилось 12т нефти. Какова площадь пятна на море, если диаметр одной молекулы нефти 2х10-7см?

V=Sd, S=V/d= m/(ρd)= 1,2*104/(8*102 *2*10-9)= 7,5*1011м2= 7,5*105км2

228. Какое количество вещества составляет 5,418*1026молекул?

N = νNA, ν=N/NA= 900моль

229. Вычислить массу одной молекулы водорода (Н2), кислорода(О2), озона(О3),углекислого газа(СО2), метана(СН4).

m0=M/NA m(Н2)= 3.3*10-27кг, m(О2)= 5,32*10-26кг,

m(О3) = 7,97*10-26кг, m(СО2)= 7,31*10-26кг, m(CН4)=2,66*10-26кг

230. В колбе объёмом 2л содержится 4*1022 атомов гелия. Какова средняя квадратичная скорость атома при давлении 100 000Па? Определить энергию движения атомов.

р=(2/3)(N/V)E, E=3pV/2N= 3*105*2*103/2*4*1022= 7,5*10-21Дж.

Е= m0V2/2= MV2/2NA, _______

V= √2NAE/M = 1,5x103м/с= 1,5км/с

231. Как изменится давление газа, если концентрацию молекул увеличить в 4 раза, а среднеквадратичную скорость уменьшить в 2 раза?

p=1/3 m0nV2. Подставив, увидим, что давление не изменится.

43. Температура – мера средней кинетической энергии.

232. Найти среднюю кинетическую энергию молекул гелия при 500С.

Е=3/2кТ=1,5х 1,38*10-23х323= 6,69*10-21Дж

233. Определить температуру, если средняя кинетическая энергия составляет 1,6х10-19Дж.

Т=2Е/3к=7 700К=7 4270С

234. Определить давление газа, если его концентрация составляет 106см-3, а температура 870С.

р=nкТ= 1*1,38х10-23*360= 4,97х10-9Па

235. Сколько молекул газа находится в сосуде объёмом 500см3 при 270С и давлении 3х104Па?

р=nкТ= NkT/V. N= pV/kT= 3,623х1021

236.* Определить число молекул водорода в одном кубометре, если р=26,6кПа, а средняя квадратичная скорость составляет 2 400м/с.

n=p/kT, T=2E/3k, T= m0V2/3k = MV2/3kNA= MV2/3R, n= p3R/kMV2.

n=(3*2,26*104*8,31)/ (1,38*10-23*2*10-3*(2.4*103)2) = 4,17*1024м-3

237. Определить скорость движения молекул гелия при 27оС.

______ _________ ________ ______

V= √3kT/m0 = √3kT/(M/NA) = √3kNAT/M = √3RT/M = 1367,4м/с

238. Скорость молекул газа составляет 600м/с при 1000С. Определите массу одной молекулы.

______

V=√3kT/m0, m0 = 3kT/V2= 3*1,38*10 -23*373/3,6*105 = 4,29*10-26кг.

44. Уравнение состояния идеального газа.

239. Определить массу 12л углекислого газа при давлении 106 Па и температуре 370С.

pV= mRT/M, m= pVM/RT = 106x 1,2*10-2x 4,4*10-2/ 8,31x3,1*102= 0,205кг.

240. В сосуде объёмом 100см3 содержится 200моль водорода при 270С. Определить массу и давление.

pV= νRT, p= νRT/V= 5*108Па= 500МПа. m= νM= 200x0,002= 0,4кг.

241. В баллоне объёмом 40л находится 1,98 кг СО2. Баллон выдерживает максимальное давление

3х106Па. При какой температуре возникнет опасность взрыва баллона.

pmV= mRT/M, T= pmVM/mR= 3х106* 4х10-2*4,4х10-2/ 1,98х8,31 = 321К= 480С

242. Сколько весит водород в шаре объёмом 1400м3 при р = 9,6х104Па и температуре 70С?

Р=mg= pVMg/RT=9,6*104х1,4*103х 2*10-3х9,8/ 8,31х2,8*102= 1 132Н= 1,132кН

243*. В баллоне содержится 2кг газа при 270К. Сколько газа нужно удалить из этого баллона, чтобы давление осталось прежним при 300К?

pV=const, m1RT1/M = m2RT2/M, m1T1=m2T2, m1T1 = (m1 - ∆m)T2, ∆m= m1(T2 – T1)/T2=0,2кг.

244. Газ в сосуде находится под давлением 2х105 Па при 1270С. Какое давление установится в сосуде, если половина газа будет выпущена из него и температура понизится на 50К?

V=const. p1V=mRT1/M

p2V= mRT2/2M

p1/p2= 2T1/T2 p2= p1T2/2T1= 2x105*350/2x400=8,75х104Па.

245. Объём помещения 50м3. Какова разница в массе воздуха, заполняющего помещение при 00С и 400С? Давление 100 000Па.

pV=const, ∆m=m1 – m2 = pVM/RT1 – pVM/RT2 = pVM/R( 1/T1 – 1/T2)= (105х50х0,029/8,31)/(1/273 – 1/313)=8,7кг.

246. Какова плотность гелия при 1270С и давлении 8,3х105Па?

pV= ρVRT/M, ρ = pM/RT=8,3х105*0,004/8,31х400= 1кг/м3

45. Первый закон термодинамики. КПД тепловых двигателей.

247. При передаче газу 17кДж теплоты, он совершил работу 50кДж. Определить изменение внутренней энергии.

∆U= - A1 + Q = - 33кДж (охлаждение газа)

248. При изобарном процессе объём газа увеличился на 0,5м3 при давлении 8МПа. При этом было передано 6 МДж теплоты. Изменилась ли внутренняя энергия?

∆U = Q – A1 = Q - p∆V = 2МДж (газ нагрелся).

249. Свинцовая пуля, имеющая начальную скорость 200м/с, ударилась о стенку и застряла в ней. На сколько градусов нагрелась пуля, если на её нагревание затрачено 60% от энергии движения?

Q = 0,6Ek, mc∆t = 0,6mV02/2, ∆t= 0,3V02/c = 0,3x4*104/1,3x103 = 9,230C

250. ИСЗ массой 1т, проходя через плотные слои атмосферы на высоте 30км при скорости 20м/с, нагрелся. На сколько увеличилась внутренняя энергия?

∆U=Ep – Ek = m(gh – V2/2) = 1000( 300 000 – 200)= 3x108Дж= 300МДж.

251. После того как в комнате протопили печь, температура поднялась с 15 до 270С. На сколько % уменьшилось число молекул воздуха в комнате?

p = nkT = NkT/V, N1= pV/kT1, N2 = pV/kT2, N2/N1 = T1/T2 = 288/300=0,96.

Ответ: ∆N = 0,04 = 4%

252. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя 7,2МДж/с теплоты и отдаёт холодильнику 6,4МДж/с. Каков КПД двигателя? Какова его мощность?

КПД= 1 – Q2/Q= 0,11 =11%. P=A1 /t = (Q1 – Q2)/t = 0,8х106Вт/1с= 0,8МВт.

253*. По данному графику передачи теплоты льду массой 4кг при сгорании керосина, определить массу сгоревшего керосина, отданную энергию холодильнику, мощность керосинки.КПД=70%

сл=2100Дж/кгК, св = 4200Дж/кгК, λ =330кДж/кг, L = 2,3МДж/кг, q = 46МДж/кг (Рисунок)

Q1= mcл∆t1= 4х2100х20= 168 000Дж=168кДж

Q2= mλ = 4х330 000= 1 320 000Дж= 1320кДж

Q3= mcb∆t2= 4х4200х100= 1 680 000Дж=1 680кДж

Q4 = mL= 4x2 300 000= 9 200 000Дж= 9 200кДж

Q = 12 368 кДж

Q2 = Q ( 1 – КПД) = 12 368(1 – 0,7)= 3 710кДж

m= Q/q= 12 368/46 000= 0,269кг=269г

Р = (Q – Q2) / t= ( 12 368 000 – 3 710 000) / 6 000c= 1443Вт = 1,443кВт

Ответ: 269г, 3 710Дж, 1,443кВт

254. t1 = 1000C, t2 = 100C, Q1 = 105Дж, А1 = ?

КПДмакс = (Т1 – Т2)/Т1 = 1 – Т21 = 1 – 283/343= 0,24. Q2 = Q1(1 – КПД)=7,6х104Дж=76кДж

А1 = Q1 – Q2 = 100 000 – 76 000 = 24 000Дж = 24кДж.

255. При выстреле из пушки сгорает 20кг пороха. Масса снаряда 50кг, V0 = 800м/с, q =3,2МДж/кг.

Каков КПД пушки?

КПД = А1 / Q1= mcV02/2mпq = 0,25. КПД=25%.

256. Мощность двигателя 50кВт. Определить расход бензина за 1 час, если КПД=25%.

КПД= Nt/mq. m=Nt/КПДхq= 50 000x3 600/0,25x46*106= 15,65кг.

V=m/ρ = 15,65/710= 0,022м3 =22л

257. Определить мощность автодвигателя, если расход бензина 38л на 100км при средней скорости 35км/ч, а КПД составляет 22,5%

P=КПДxmq/t= КПДхρVq/(S/v)= 710х0,038х0,225х46х106 / (105/(35/3,6))= 27150Вт=

= 27,15/0,736=36л.с.

46. Влажность воздуха.

258. Относительная влажность воздуха вечером при 160С равна 55%. Выпала ли роса утром, если за ночь температура понизится до 80С?

φ = рх100%/р0; р0(160С)= 1,81кПа; р = φр0/100% = 55х1,81/100=0,996кПа (6,70С)

Ответ: роса не выпадет, т. к. она выпадет при 6,70С, а не при 80С

259. Днём при 200С относительная влажность воздуха 60%, а к утру температура понизилась до 80С. Сколько воды в виде росы выделится с одного кубометра воздуха?

φ = 100р/р0; р0(200С) = 2,33 кПа; р(200С) = φр0/100=0,6х2,33= 1,398кПа (120С)

р = 1,398кПа (120С,ρ1 = 10,7г/м3); р = 1,06 кПа (80С, ρ2 = 8,3г/м3)

∆m = (ρ1 – ρ2)V = (10,7 – 8,3)х1= 2,4г

260. В 5м3 воздуха при температуре 180С находится 40г водяного пара. Определить φ.

ρ0(180С) = 15,4г/м3; φ = 100ρ/ρ0 = 100(m/V)/ρ0 = 100(40/5)/15,4= 52%

261. Найти массу воды в комнате объёмом 60м3 при 160С и φ = 50%.

ρ0(160С) = 13,6г/м3; ρ = φρ0/100 = 0,5х13,6=6,8г/м3; m= ρV=6,8х60= 408г.

47. Деформация твёрдых тел.

262. На сколько удлинилась стальная проволока в 2,1м под действием силы 5 кН? Площадь поперечного сечения 0,2см2. Е = 210ГПа

F = σS = EεS = ES∆L/L0; ∆L= FL0/(ES) = 5 000x2,1/( 2,1*1011x2*10-4) = 0,0025м = 2,5мм.

263. Какую силу нужно приложить к стальной проволоке длиной 5м, чтобы растянуть её на 1 мм? Площадь сечения провода 0,5мм2.

F = ES∆L/L0 = 2,1*1011x 5*10-7x10-3/5 = 21Н

264. При какой наименьшей длине свинцовая проволока (Е = 0,17х1011Па, ρ = 11 300кг/м3) оборвётся от собственной силы тяжести, если её вертикально подвесить? σпч = 1,5х107Па.

σ = F/S = mg/S = ρVg/S = ρSLg/S = ρLg; L = σ/ρg = 1,5x107/ 1,13x104 x 9,8 = 132,7м

265. Медная проволока (Е = 1,2х1011Па) диаметром 1мм разрывается при нагрузке 5кН. Найти предел прочности меди.

σпч = F/S = 4F/(πd2) = 20х103 /(3,14х 10-6) = 6,4х109Па

266.* При какой наименьшей длине алюминиевая проволока (Е=0,7х1011Па, ρ = 2 700кг/м3, σпч =5х108 Па, S = 2мм2) оборвётся от точки подвеса, если к противоположному концу прикрепить груз весом 500Н?

σ = (Fт + P) / S = (mg + P) / S = (ρVg + P) / S; V = LS; L = σ/ρg – P/ρgS = 9 260м

267. Из скольких стальных проволок диаметром 2мм должен состоять трос, рассчитанный на подъём груза массой 2т?

σ =F/S = 4mg/πd2n; n = 4mg/πd2σ = 4х 2 000х10/3,14х 4*10-6х5*108 = 12,7 = 13.

268. Во сколько раз изменится абсолютное удлинение проволоки, если, не меняя нагрузки, сложить эту проволоку вдвое?

∆L = FL0/ES; ∆L/∆L1 = (FL0/ES) / (F0,5L0 / E2S) = 2/0,5 = 4

Ответ: удлинение уменьшится в 4 раза.

269. При нагрузке 10кН балка прогнулась на 10мм. На сколько прогнётся балка, если при этом совершена работа 1250Дж? _______

A2 = kx22/2, k = F1/x1, x2 = √2A2x1/F1 = 0,05м = 5см.

48. Газовые законы.

270. При давлении 1,5 МПа объём цилиндра ДВС составил 5л. Каков объём цилиндра при давлении 1МПа? Процесс изотермический.

V2 = p1V1/p2 =7,5л

271. Сжимают газ с 6 до 4л. При этом давление возрастает на 0,2 МПа. Каким было первоначальное давление, если сжатие изотермическое?

p1V1 = (p1 +∆p)V2 , p1 = ∆pV2/(V1 – V2) = 0,4МПа

272. Как изменится давление газа в цилиндре ДВС, если поршень медленно опустить на 1/3 хода?

p1V1 = p2V2 , p1V1 = p2(2V1/3), p2 = 1,5p1 (увеличится в полтора раза)

273. Каков объём охлаждённого газа, если понижение температуры составило с 323К до 273К в объёме 10л?

V1/T1 = V2/T2, V2 = V1T2/T1 = 8,45л.

274. Во сколько раз уменьшится объём газа при его изобарном охлаждении с 1150К до 400К?

V1/T1 = V2/T2, V1/V2 = T1/T2 = 2,875. Уменьшится в 2,875 раз.

275. Давление воздуха в велосипедной камере при 120С равно 1,5х105Па. Каким оно будет при 400С?

p1/T1 = p2/T2, p2 = p1T2/T1 = 1.5*105х313/285= 1,65х105Па.

276. Построить графики изопроцессов в недостающих координатах. (Рисунок)

49. Закон Кулона.

277. Заряды величинами 2нКл и 4 нКл находятся на расстоянии 1м. Заряды соединили, а затем развели на тоже расстояние. Определить кулоновскую силу до и после соединения.

F1 =k q1q2/r2, F11 = kq11xq21/r2, q11= q21 = (q1+q2)/2 = 3нКл

F1 = 9*109x 2*10-9x4*10-9/1 =7,2х10-8Н, F1= 9*10-9х(3*10-9)2/1 = 8,1х10-8Н.

278. q1 =2нКл; q2 = 4нКл ; q3 = 5нКл; r1,2= 5см; α = 450; F =? (Рисунок)

_________ ______

F = √F1,32 + F2,32 =(kq3/r2)√q12+q22, r = r1,2cosα, после подстановки получим

F = 8,05х10-5Н

279. r1,2=r2,3 = r1,3 = 4см; q1 = q2 = q3 = 2нКл ; F =? (Рисунок)

α = β = 600

F = F1,2cosα + F3,2cosβ = 2kq2cos600/r2.

После подстановки, получим F = 2,25х10-5Н

280. q1 = 2нКл, q2 = - 4нКл, r 1,2 = 1м. Где на линии, соединяющей два первых заряда, находится третий заряд, который покоится? (Рисунок)

F1,3 = F2,3 ; kq1q3/r 1/32 = kq2q3 /r 2,32; q1/x2 = q2 /(x+1)2;

Решая полученное квадратное уравнение, получим:

х = 0,415м

281. Два одинаковых электрических заряда, находящихся в керосине на расстоянии 5см друг от друга, отталкиваются с силой 8,1Н. Определить величины этих зарядов. ε = 2,1

F = kq2/εr2, откуда q = q1 = q2 = 2,174х10-6Кл

282. Определить силу, с которой притягиваются два заряда ( q1 = 2x10-7 и q2 = - 1,2x10-8Кл) в воде на расстоянии 3см друг от друга. На какое расстояние их нужно поместить в вакууме, чтобы сила взаимодействия не изменилась? εводы =81 ______

F1 = kq1q2/εr12 = 3x10-4Н, F2 = F1 = kq1q2/r2 , r2 =√kq1q2/F1 = 0,268м

50. Напряжённость электростатического поля.

283. В некоторой точке электростатического поля на заряд в 2нКл действует сила 0,4мкН. Определить напряжённость поля.

Е = F/q = 200Н/Кл = 200В/м

284. Какая сила действует на заряд 20нКл, помещённый в точку, в которой Е = 2кВ/м (кН/Кл)?

F = Eq = 4x10-5Н

285. Определить напряжённость электростатических полей в точке А. r 1,2 = 5см, α =450, q1 = 4нКл,

q = 2нКл. (Рисунок) ________ _________________

E = √E12 + E22 = √(kq1/r12)2 + (kq22/r22)2 = 3,22х104Н/Кл

r1 = r2 = r = r1,2cos450.

286. Определить напряжённость полей в точке 3. r1,2 = r1,3 = r2,3= r = 4см. q1 =4нКл, q2 = - 4нКл.

α = β = 600 (Рисунок)

E = E1cosα + E2 cosβ = 2E1cosα = (2kq/r2)cos600=

= 2,25х104Н/Кл

287. Определить Е в точке 3. r1,3 = 2r2,3, r1,2 = 9см; q1 =10нКл, q2 = - 20нКл.(Рисунок)

E = E1 +E2 = k/(r1,3)2( q1 + 4q2) = 9x109/(0,06)2(10-8+8x10-8)=

= 2,25х105Н/Кл

288. Определить Е в точке 3. r1,2 = 9см, r 1,3 = 2r2,3, q1 = - 10нКл, q2 = - 20нКл.(Рисунок)

Е = Е2 – Е1 = k/(r1,3)2( 4q2 – q1) = 1,75х105Н/Кл

289. Капелька массой 10-7кг находится в покое в электрическом поле напряжённостью 490В/м. Определить заряд капельки. (Рисунок).

Fэ = Fт, Eq0 = mg, q0 = mg/E = 10-7x9,8/490= 2x10-9Кл=

= 2нКл.

51. Потенциальная энергия электростатического поля. Потенциал.

290. В однородном электростатическом поле переместился заряд 2нКл в направлении силовой линии на 5см. Определить работу поля, изменение потенциальной энергии, электрическое напряжение, если Е = 1кВ/м.

А = - ∆Wp = qE∆d =qU. A = 10-7Дж, ∆Wp = - 10-7Дж, U = A/q = 50В.

291. Двигаясь в электрическом поле, электрон увеличил свою скорость от 105 до9х105м/с. Какова разность потенциалов между начальной и конечной точками пути?

A = ∆Wk = qU = - q∆φ. ∆φ = m(V22 – V12)/( - 2qe)=

= 9,1х10-31(81х1010 – 1010)/ - 2х(- 1,6х10-19) = 2,275В.

292. Разность потенциалов между облаком и землёй перед разрядом молнии достигает одного миллиарда Вольт. Какую скорость приобретает пылинка массой 5х10-8кг, которая находится у поверхности Земли, если заряд пылинки 1 нКл? _____

A = mV2/2 = qU, V0 = 0м/с, V = √2qU/m = 6,32х103м/с = 6,32км/с

52. Электроёмкость. Энергия конденсатора.

293. Какова электроёмкость конденсатора, если при его зарядке при 2кВ, он приобретает заряд в 32 нКл? С = q/U = 16x10-12Ф = 16пФ

2931. Во сколько раз изменится электроёмкость конденсатора при уменьшении рабочей площади пластин в 2 раза и уменьшении расстояния между ними в 4 раза?

Используя С = εε0S/d, получим, что ёмкость увеличится в 2 раза.

294. Во сколько раз изменится электроёмкость конденсатора, если заменить парафиновый диэлектрик на слюдяной такой же толщины? εп = 2,1, εс =7

Используя туже формулу, получим увеличение ёмкости в 3,33 раза.

295. Диаметр пластин плоского конденсатора 40см. Между ними парафин толщиной 1мм. Определить С.

С = εε0πD2/4d = 2,33х10-9Ф = 2,33нФ

296. Площадь каждой обкладки 500см2, С = 60пФ, диэлектрик – воздух. Определить расстояние между ними.

d = ε0S/C = 7,375х10-3м = 7,4мм

297. Плоский конденсатор состоит из пластин площадью 50см2 каждая. диэлектриком является стекло. При Е = 10МВ/м наступает пробой (разряд). Каков наибольший заряд конденсатора?

qm = CUm = εε0SEd/d = εε0SE = 7 х 8,85*10-12х5*10-3х107В/м = 3,098х10-6Кл = 3,098мкКл.

298. В импульсной фотовспышке лампа «питается» от конденсатора ёмкостью 800мкФ, заряженного до U = 300В. Найти энергию вспышки и её среднюю мощность, если время разрядки 2,4мс.

W = qU/2 = CU2/2 = 36 Дж. Р = W/t= 15 000Вт = !5кВт.

299. S = 200см2; d = 1см; Е = 500кВ/м; W =?

W = qEd/2 = CUEd/2 = CEdEd/2 = (ε0S/d)E2d2/2 = ε0SE2d/2 = 2,21х10-4Дж.

300. Расстояние между обкладками конденсатора с диэлектриком из парафиновой бумаги равно 2мм, U = 200В. Определить плотность энергии поля.

w = εε0E2/2 = εε0U2/2d2 = 2,1х8,85*10-12х 40 000/8х10-6 = 9,3х10-2 Дж/м3

300. При увеличении напряжения, поданного на конденсатор ёмкостью 20мкФ, в 2 раза, энергия поля возросла на 0,3Дж. Найти начальные значения напряжения и энергии поля.

W = CU2/2, W +0,3 = C4U2/2 = 4W, 3W = 0,3, W = 0,1Дж.

_____

U = √2W/C = 100В.


Категория: Физика | Добавил: Админ (15.11.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar