Консультации Портала - Консультация #179643

Задать вопрос Консультации Пользователи Форум

Задать вопрос экспертам

Консультация № 179643

01.08.2010, 13:46

0.00 руб.

0 8 4

Образование

Помогите, пожалуйста с заданиями по физике..

1.Найти закон движения тела массой 1 кг под действием постоянной силы 2Н, если в момент t = 0 имеем x0 = 1 и v0 = 2 м/с.

2.Маховик, имеющий форму диска массой 10 кг и радиусом 0,1 м., был раскручен до частоты 120 мин-1. Под действием силы трения диск остановился через 10 с. Найти момент силы трения, считая его постоянным.

3.Протон прошел ускоряющую разность потенциалов в 200 МВ. Во сколько раз его релятивистская масса больше массы покоя? Чему равна скорость протона?

4.Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 15 • 10-21 Дж. Концентрация молекул равна 9 • 1019 см-3. Определить давление газа.

5.Найти работу и изменение внутренней энергии при адиабатном расширении 28 г. азота, ели его объем увеличился в два раза. Начальная температура азота 27˚С.

6.Тепловая машина работает по циклу Карно, к.п.д. которого 0,4. Каков будет к.п.д. этой машины, если она будет совершать тот же цикл в обратном направлении?

Обсуждение

Неизвестный

01.08.2010, 14:09

общий

01.08.2010, 21:23

это ответ

Здравствуйте, ali-babaih2469!
4. Температура является мерой средней кинетической энергии:
E=3/2*k*T;
Давление идеального газа:
p=n*k*T;
Окончательно получаем:
p=2/3*E*n=2/3*9*10^19*15*10^-21=9 0,9 мПа.

Неизвестный

01.08.2010, 14:38

общий

ali-babaih2469:
создайте вопрос с 5 заданием.я его решил.

давно

Сучкова Татьяна Михайловна

Мастер-Эксперт
680
2811

01.08.2010, 20:47

общий

sashabailo:
Т.к. Вы не можете пока править свои ответы, дополнительный ответ можете разместить тут в мини-форуме, модераторы вставят его в Ваш ответ.

давно

Киселев Виталий Сергеевич

Академик
324866
619

02.08.2010, 06:20

общий

03.08.2010, 16:12

это ответ

Здравствуйте, ali-babaih2469.
Решение 2 задачи:
Воспользуемся законом сохранения энергии - изменение кинетической энергии маховика равно работе силы трения.
[$916$]W_к=I*w²/2
A=M*[$966$]
M*[$966$]=I*w²/2
Угловую скорость найдем через частоту:
w=2*п*v
Момент инерции диска равен:
I=1/2*m*R²
Выразим искомый момент силы трения:
M=I*w²/(2*[$966$])=m*R²*4*п²*v²/(4*[$966$])=m*R²*п²*v²/([$966$])
Согласно условия задачи момент трения постоянен, а значит движение равнозамедленное:
[$966$]=w*t-[$958$]*t²/2
или с учетом того, что [$958$]=w/t получаем
[$966$]=w*t-w*t/2=w*t/2
Тогда искомый момент будет равен:
M=m*R²*п²*v²/([$966$])=m*R²*п*v/t
Вычислим искомую величину:
M=10*0.1²*3.14*2/10=0.0628 (Н*м)

Добавлю более простой вариант:
Момент импульса равен L=[$969$]I=[$969$]mR²/2
С другой стороны, при постоянном угловом ускорении изменение момента импульса
[$916$]L=M*t
Отсюда, учитывая что |[$916$]L|=|0-L|=L
M=L/t=[$969$]mR²/2t=m*R²*п*v/t

давно

Гордиенко Андрей Владимирович

Мастер-Эксперт
17387
18345

02.08.2010, 08:19

общий

это ответ

Здравствуйте, ali-babaih2469.

1. Дано: m = 1 кг, F = 2 Н, x₀ = 1 м, v₀ = 2 м/с.
Определить: x = x(t).

Поскольку о размерах тела в условии задачи ничего не сказано, будем рассматривать его как материальную точку. Полагая, что в начальный момент тело двигалось в положительном направлении оси x, а постоянная сила имеет то же направление, что и начальная скорость тела, воспользуемся общим законом для прямолинейного равноускоренного движения материальной точки
x = x₀ + v₀t + at²/2. (1)

В нашем случае, согласно второму закону Ньютона, ускорение тела равно a = F/m = 2/1 = 2 (м/с²). Подставляя численные значения величин в формулу (1), получаем искомый закон движения тела:
x = 1 + 2t + t² = (1 + t)².

Ответ: x = (1 + t)².

С уважением.

Об авторе:
Facta loquuntur.

Неизвестный

02.08.2010, 20:07

общий

03.08.2010, 15:54

это ответ

Здравствуйте, ali-babaih2469.
Задача 4.
Средняя кинетическая энергия одной молекулы:
<E>=3*R*T/2*Nа=3*k*T/2, где k=R/Na=1,38·10^-23 - постоянная Больцмана
Давление газа: р = n*k*T. Выражаем температуру из первой формулы T=<E>*2/3*k
тогда давление: р = n*k*<E>*2/3*k= n*<E>*2/3*=15 • 10^-21 * 2 * 9 • 10^19 / 3 = 0,9 ~~(Па)~~ МПа

Обращайте внимание на размерности! Концентрация дана в см[sup]-3[/sup]
1 см^-3=(10^-2 м)^-3=10⁶ м^-3
1 Дж*1 см^-3=1 Дж*10⁶ м^-3=10⁶ Па=1 МПа

Неизвестный

02.08.2010, 22:29

общий

ali-babaih2469:
5. Для решение вашой задачи,решим сначала такую задачу:
Пускай газ с параметрами p1,V1,T1,показатель адиабата-y.Какую работу виполнит газ при адиабатическом разширении:
для адиабатического процесса:
P*V^y=const;
p=const/V^y;
где y-показатель адиабата;
За оприделением:
A=v1∫v2(p*dv);
Из уравнение адиабатического процесса:
p1*V1^y=p*V^y;
p=p1*(V1/V)^y;
A=v1∫v2(p*dv)=p1*v1*(v1∫v2(V^-y*dv))=p1*v1*v^1-y/1-y в промежку v1|v2=p1*V1*(V2^1-y - V1^1-y)/1-y=p1*V1*(((V2/V1)^1-y) - 1)/1-y=p1*V1*(1-(V1/V2)^y-1)/y-1;
За оприделением:
y=Смp/Cmv=(i+2)*R/2/(i*R/2)=i+2/i=5+2/5=7/5;
где i-степень свободи.для азона равен 5, так как азот двох атомний газ.
Теперь вернемся к вашей задачи:
A=p1*v1/y-1(1-(V1/v2)^y-1)=(m/M*R*T/y-1)*(1-(1/2)^y-1=347 Дж.
Если что-то неясно.пишите.я вам все обьясню.

Неизвестный

02.08.2010, 22:38

общий

ali-babaih2469:
еще могу решить 3.

Форма ответа

Отправка постов/ответов доступна только зарегистрированным и подтвержденным пользователям.

Если Вы уже зарегистрированы на Портале - войдите в систему, если Вы еще не регистрировались - пройдите простую процедуру регистрации.