Регистрация    Вход    Форум    Поиск    FAQ   alexlarin.net

Список форумов » Физика




 Страница 2 из 3 [ Сообщений: 21 ] На страницу Пред.  1, 2, 3  След.



Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 23 мар 2017, 14:23 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
nnuttertools писал(а):
...
В 26 `mu*mg*V=IU`
Но в условии как-то много величин для электрической лебёдки, тоже сомневаюсь. ...

Задача из темы Машины постоянного тока. Мне кажется, что эту тему не знает большинство учеников (да и учителей тоже). И вообще, есть ли в школьных учебниках что-то на эту тему? В каком объеме? Хотел бы здесь показать, как можно было бы рассуждать, не разбираясь в принципах работы электрической лебедки.
Подробности:
Рассуждения основываем на А) всеобщем ЗСЭ; Б) мы должны все-таки знать (или догадаться, додумать), что электрическая лебедка - это машина, которая умеет электрическую энергию превращать в механическую.

Тогда рассуждаем так:
1) Электрическую энергию поставляет в машину источник тока. Мощность источника `P_(mathcal E)=mathcal E I=110 V * 10A=1.1\ kW`.
2) Мощность джоулевых потерь на сопротивлениях цепи равна `P_R=I^2(r+R)=(10A)^2*4Om=0,4\ kW`.
3) Куда делась часть электрической мощности источника, а именно `P_(mathcal E)-P_R=0,7\ kW`? Ведь энергия не может исчезнуть бесследно... (см. п.А). Т.к. мы договорились, что ничего не понимаем в электродвигателях и лебедках, то остается предположить (см. п.Б)), что эта "потерянная" электрическая энергия полностью перешла в полезную механическую энергию, т.е. энергию, требующуюся для передвижения ящика. В реальных механизмах (лебедках) неизбежны потери энергии (например, на трение в каких-то движущихся элементах конструкции), поэтому только часть "потерянной" электрической энергии перейдет в полезную механическую энергию (работу).
4) Если трос лебедки натянут с силой `T` (в точке соединения троса с ящиком), а скорость движения ящика `V`, то полезная механическая мощность равна `P_M=T*V` (тема 7-го (8-го) класса?).
5) Т.к. ящик движется с постоянной скоростью, то из 1-го закона Ньютона следует, что сила трения равна силе натяжения троса, т.е. `mu mg=T`.
6) Т.о. имеем уравнение ЗСЭ для этой задачи: `mu mg V=mathcal E I - I^2(r+R)`, откуда следует
Ответ: `mu =(I(mathcal E - I(r+R)))/(mg V)=0,35`.


Последний раз редактировалось ar54 24 мар 2017, 12:18, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 23 мар 2017, 23:00 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2016, 12:04
Сообщений: 333
Откуда: Москва
11)Мне кажется условие не совсем корректно,ведь "количество полученной теплоты" можно воспринимать как `Q_v=+Q_v-Q_v`То есть итоговую теплоту ,которую получил газ.
16) Подумал раз пункт 1) не подходит ,то и подобные ему можно откинуть :(
26)Спасибо,всё стало понятно,хотя рассуждения были практически аналогичные,не понимаю почему в итоге пришёл к другому результату :D



24)Вместо 2,2 ответом скорее всего будет 3,2.Ошибка опять по вине калькулятора)
`h=-V+(a*t^2)/2`
`h`-высота ,с которой начала движение ракета.
`V`-её начальная скорость.Изначально получается она летит вверх,раз неподвижна относительно шара.(Ось направляем вертикально вниз)
`F+mg=ma`

20) Тут уже моя ошибка, посчитал правильно,но зачем- то округлил совсем не в ту сторону,очень глупо сделал.Вместо 2 наверное будет 3
Получилось 2,9 ,подумал ,что этой энергии не хватит для "перелёта" на 3 уровень.
`E/n^2-E=(p *c)/q`
`13.6n^2-13.6=12n^2`
`n=2.91`
Возможно неточность из-за того ,что `E~~-13,6`,и `Delta E~~12`
4 ошибки в A,B многовато :( Надеюсь на реальном егэ будут задания с более мелкими вычислениями)


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 24 мар 2017, 11:38 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
nnuttertools писал(а):
11) Мне кажется условие не совсем корректно,ведь "количество полученной теплоты" можно воспринимать как `Q_v=+Q_v-Q_v`То есть итоговую теплоту ,которую получил газ.
Подробности:
В любом процессе, в частности в замкнутом цикле, существуют участки, на которых рабочее тело (газ) получает тепло, и суммарное количество тепла, полученное телом на этих участках, называют термином количество полученной теплоты (обычно обозначают `Q_1`). Аналогично, суммарное количество теплоты, отданное телом на участках процесса, где рабочее тело теряло тепловую энергию, называют термином количество отданной теплоты (обозначают `Q_2, quad (Q_2>0)`). В случае замкнутого цикла разность `A=Q_1-Q_2>0` есть работа за цикл: полезная работа - в случае тепловой машины, или затраченная работа, требуемая для совершения одного цикла холодильной машины.
Так что некорректности в условии не вижу.
nnuttertools писал(а):
24) Вместо 2,2 ответом скорее всего будет 3,2.
Подробности:
Ошибка опять по вине калькулятора)
`h=-V+(a*t^2)/2`
`h`-высота ,с которой начала движение ракета.
`V`-её начальная скорость.Изначально получается она летит вверх,раз неподвижна относительно шара.(Ось направляем вертикально вниз)
`F+mg=ma`
Подробности:
У Вас описка в формуле равнопеременного движения : начальная скорость не умножена на время.
И - да, с калькулятором надо быть осторожнее.
В этой задаче:
`a=g+F/m=12` м/с^2 ускорение ракеты;
`V=sqrt(V_0^2+2ah)=sqrt(1+2*12*57)=sqrt(1369)=37` м/с - скорость при приземлении;
`t=(h)/((V_x+V_(0x))/2)=(57)/((37+(-1))/2)=(19)/(6)~~3,2` с. - не надо никакого калькулятора.
nnuttertools писал(а):
20)
Подробности:
Тут уже моя ошибка, посчитал правильно,но зачем- то округлил совсем не в ту сторону,очень глупо сделал.Вместо 2 наверное будет 3. Получилось 2,9 ,подумал ,что этой энергии не хватит для "перелёта" на 3 уровень.
`E/n^2-E=(p *c)/q`
`13.6n^2-13.6=12n^2`
`n=2.91`
Возможно неточность из-за того ,что `E~~-13,6`,и `Delta E~~12`
Подробности:
Я так понял, что в исходном уравнении значок `q` обозначает элементарный электрический заряд `e`? Т.е. Вы таким образом переводите Дж в эВ?. Не стоит так делать, ведь Вы тем самым вносите физическую ошибку в уравнение: размерность левой части не равна размерности правой.

`{E_n-E_1=pc;quad E_n=E_1/n^2} qquad => qquad E_1/n^2-E_1=pc qquad=>qquad n =sqrt(1/(1+(pc)/E_1))=sqrt(1/(1+(6,45*10^-27*3*10^8)/(-13,6*1,6*10^-19)))=sqrt(1/(1-(6,45*3)/(13,6*1,6)))~~3,00` - с очень хорошей точностью чистая тройка.
Ответ: `n=3`.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 24 мар 2017, 14:48 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
nnuttertools писал(а):
...
4 ошибки в A,B многовато :( Надеюсь на реальном егэ будут задания с более мелкими вычислениями)

Задачи 1-ой части, в которых мои ответы не совпали с вашими ответами:
Подробности:
2. `g_2=R_2/R_1 * g_1=2 g_1=0.1` м/с
4. `Delta F_A=(rho_0-rho)* a^3 g=6` Н
9. `T_2/T_1=(1200K)/(300K)=4`
16. `2 quad 3`
17. `1 quad 1`
19. `7 quad 4`
20. `n=3`
24. `t=3,2 s`
26. `mu=0,35`

Может, где-то и я ошибаюсь?


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 24 мар 2017, 21:12 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2016, 12:04
Сообщений: 333
Откуда: Москва
4)До :`rho*g*a^3`
После `rho*g*a^3/2+5*rho*g*a^3/2`
`2*rho*g*a^3=2*400*(10^(-1))^3=8`
Остальные сошлись после перепроверки)
2)`g_0` вместо 0,05 прочёл как 0,5
9)Просто нашёл температуру 1200,вместо отношения)
17)Не посмотрел,что модуль напряженности
Значит больше физикой нужно заняться :D ,хотя захожу на решуегэ и особо не вижу задач ,которые вызывали бы вопросы


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 25 мар 2017, 07:57 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
4. Во 2-м случае кубик тяжелый и тонет в воде. Так чему становится равной сила Архимеда? :)


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 25 мар 2017, 21:21 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2016, 12:04
Сообщений: 333
Откуда: Москва
Всё понял :D
Максимальная сила Архимеда `rho_(vod)*g*V=10N`

Сила тяжести в первом случае `rho_(kub)*V*g=4N`

Во втором`(rho*_(kub)+5*rho_(kub))*g*V/2=12 N`

В первом случае сила Архимеда равна `4N`,уравновешивает силу тяжести,кубик какой-то частью в воде,а какой-то в воздухе.Во втором кубик утонул ,лежит на дне `F+N=mg` где N-сила реакции опоры,а `F=10N;mg=12N;N=2N`
`10-4=6`


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 25 мар 2017, 21:43 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
nnuttertools писал(а):
Всё понял :D
...

Спасибо! Избавили меня от тяжелой писанины :)


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 03 апр 2017, 18:03 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 03 сен 2016, 12:04
Сообщений: 333
Откуда: Москва
(Задача 28 из данного варианта)
Подскажите пожалуйста правильно ли я понял решение)Не много не уверен в рассуждениях.
В пункте 3 пишут,что `x_2-x_1+x_2-x_0+y_3-y=const`
(Как я понял) Это приращение координат(пути) каждого груза(длина всей нити).
Приращение для второго груза в противоположную сторону по оси `OX` поэтому перед ним ставится знак минус.
`x_0,y_0` принимают за нули,то есть начало координат.
В итоге получаем `2*x_2-x_1+y_3=const`
Поскольку вторая производная по времени от координат(пути) это ускорение,то ускорение будет равно нулю в том случае,если приращение координат(пути)`=const`.
Далее пишут
`2*a_2-a_1+a_3=0`
Вроде бы всё логично,но никак не понимаю почему именно `x_2` к примеру связано с ускорением `a_2` или `x_1` с `a_1`.


Вложения:
1.jpg
1.jpg [ 135 KIB | Просмотров: 457 ]
Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Тренировочная 21.03.17
 Сообщение Добавлено: 04 апр 2017, 11:53 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 637
nnuttertools писал(а):
(Задача 28 из данного варианта)
Подробности:
Подскажите пожалуйста правильно ли я понял решение)Не много не уверен в рассуждениях.
В пункте 3 пишут,что `x_2-x_1+x_2-x_0+y_3-y=const`
(Как я понял) Это приращение координат(пути) каждого груза(длина всей нити).
Приращение для второго груза в противоположную сторону по оси `OX` поэтому перед ним ставится знак минус.
`x_0,y_0` принимают за нули,то есть начало координат.
В итоге получаем `2*x_2-x_1+y_3=const`
Поскольку вторая производная по времени от координат(пути) это ускорение,то ускорение будет равно нулю в том случае,если приращение координат(пути)`=const`.
Далее пишут
`2*a_2-a_1+a_3=0`
Вроде бы всё логично,но никак не понимаю почему именно `x_2`, к примеру, связано с ускорением `a_2`, или `x_1` - с `a_1`.
Обычно, если возникают подобные вопросы после разбора авторского решения, то это говорит о том, что а) Вы недостаточно вдумчиво проработали решение (действительно, имеющиеся в решении опечатки не исправлены!), б) недостаточно хорошо понимаете основы кинематики (определения скорости, ускорения, описание поступательного движения и т.п.), в) возможно, не до конца отдаете себе отчет, что такое модель нерастяжимой нити.
Подробности:
1) Об обозначениях. Движение интересующих нас тел системы (3 груза, 2 блока) рассматривается в неподвижной ИСО, в которой введена СК с горизонтальной, направленной вправо, осью `X`, и вертикальной, направленной вниз, осью `Y`. Расположение начала СК - совершенно не важно. Описывать горизонтальное (только оно возможно) поступательное движение груза `m_1` будем с помощью функции времени `x_1(t)` - `X`- координаты точки груза, к которой привязана нить. Движение груза `m_3` (вертикальное!) полностью описывается функцией времени `y_3(t)` - `Y`-координаты точки груза, к которой привязана нить. Груз `m_2` связан с подвижным невесомым блоком (правым на рисунке) нерастяжимой нитью, и значит, этот груз и подвижный блок образуют единое целое, движущееся в горизонтальном направлении поступательно. Поэтому движение системы `m_2`+блок можно описать с помощью `X`- координаты любой точки системы, в частности, функции времени `x_2(t)` - `X`- координаты центра подвижного блока.
Наконец, через `x_0`, `y_0` обозначим не меняющиеся во времени координаты центра неподвижного блока.

2) Составление кинематического уравнения связи.
Кинематическое уравнение в этой задаче выражает тот факт. что нить, связывающие грузы `m_1` и `m_3` - не растяжима, т.е. ее длина `L` остается постоянной во время движения. Запишем эту длину в любой момент времени через введенные ранее обозначения.
Имеем:
`x_2(t)-x_1(t)` - это длина нижнего горизонтального участка нити в момент времени `t`;
`x_2(t)-x_0` - это длина верхнего горизонтального участка нити в момент времени `t`;
`y_3(t)-y_0` - это длина вертикального участка нити в момент времени `t`;
`pi*R` - это длина участка нити, лежащего на поверхности подвижного блока радиуса `R` (не зависит от времени!);
`(pi*r)/2` - это длина участка нити, лежащего на поверхности неподвижного блока радиуса `r` (не зависит от времени!);
Складывая длины всех участков, получаем, что в любой момент времени выполняется соотношение:
`(x_2(t)-x_1(t))+(x_2(t)-x_0)+(y_3(t)-y_0)+pi*R+(pi*r)/2=L`
откуда следует кинематическое уравнение связи:
`(1) qquad qquad 2 x_2(t)-x_1(t)+y_3(t)=const`.
Дифференцируя (1) по времени, и используя определение скорости `v_x(t)=(dx)/(dt)-=x_t^'-=dot x (t)` (показаны три эквивалентные записи для производной по времени от функции `x(t)`), получаем, что в произвольный момент времени проекции скоростей грузов на соответствующие оси связаны соотношением
`(2) qquad qquad 2 v_(2x)(t)-v_(1x)(t)+v_(3y)(t)=0`.
Дифференцируя (2) по времени, и используя определение ускорения `a_x(t)=(dv_x)/(dt)-=(v_x)_t^'-=dot v_x (t) -=ddot x (t)`, получаем, что в произвольный момент времени проекции ускорений грузов на соответствующие оси связаны соотношением
`(3) qquad qquad 2 a_(2x)(t)-a_(1x)(t)+a_(3y)(t)=0`.
Комментарии:
К1) в авторском решении вместо `y_0` напечатано `y` - это опечатка;
К2) Автор обозначил проекции ускорений на оси СК как `a_1,quad a_2, quad a_3` - так, как обычно обозначаются модули векторов. И не обговорив эти обозначения в решении, автор мог ввести в заблуждение не искушенного в физике читателя.

3) Записывая 2-ой закон Ньютона (`m_i vec a_i=vec F_i,qquad i=1,2,3`) для каждого из грузов в проекции на соответствующую ось, получаем три скалярных уравнения:
`(4) qquad qquad m_1 a_(1x)=T`
`(5) qquad qquad m_2 a_(2x)=-2T`
`(6) qquad qquad m_3 a_(3y)=m_3g-T`

4) Система 4-х уравнений (3), (4), (5) и (6) содержит 4 неизвестных (`a_(1x), quad a_(2x), quad a_(3y),quad T`) и имеет однозначное решение.

That's all!

P.S. Думаю, полезно проштудировать дискуссию по аналогичной задаче
viewtopic.php?f=184&t=13005&start=0


Вернуться наверх 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
 
 Страница 2 из 3 [ Сообщений: 21 ] На страницу Пред.  1, 2, 3  След.





Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Prog_gen и гости: 3

 
 

 
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти: