1. Что совершает электрическое поле перемещать заряженную частицу вдоль силовой линии? (Работа) 2. Как обозначается работа? Обозначается: А 3. Как вывести формулу для работы тока? 4. На основе формулы, сформулируйте определение работы тока. Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого совершалась работа. 5. Почему электрический ток нагревает проводник? Электрическое поле действует с силой на свободные электроны, которые начинают двигаться упорядоченно, одновременно участвуя в хаотическом движении, ускоряясь в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. Приобретаемая электронами под действием электрического поля энергия направленного движения тратится на нагревание проводника, т.к. последующие столкновения ионов с другими электронами увеличивают амплитуду их колебаний и соответственно температуру всего проводника. В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам (путем теплопередачи). Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. 6. Как с закона Ома выразить напряжение через силу тока и силу тока через напряжение? Какой формулой удобнее пользоваться при последовательном соединении, а какой при параллельном? Почему? – при последовательном соединении проводников, т.к. сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. – при параллельном соединении проводников, т.к. напряжение на всех проводниках одинаково. 7. На основании чего можно вывести закон Джоуля-Ленца? Если обозначить количество теплоты буквой Q. Тогда Q = A, или . Тогда, пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q =
Кинетическая энергия протона:
Ep = m * (Vp) ² / 2 (здесь m - масса нуклона) :
Кинетическая энергия α-частицы (ядро гелия) :
Eα = 4*m * (Vα) ² / 2 (в ядре α-частицы 4 нуклона)
По условию:
Ep = Eα
m * (Vp) ² / 2 = 4*m * (Vα) ² / 2
(Vp) ² = 4 * (Vα) ²
Vp = 2*Vα (Vα = Vp/2)
Сила Лоренца является и центростремительной силой:
q*B*V = m*V²/R
R = m*V / (q*B)
Для протона:
Rp = m*Vp / (q*B) (1)
Для α-частицы:
Rα = 4*m*Vp / (2 * (2q) * B) (2)
(заряд α-частицы равен 2 зарядам протона)
Разделим (1) на (2) :
Rp / Rα = 1 (радиусы одинаковые)
Объяснение:
При использовании механизмов всегда совершается работа, превышающая работу, которая необходима для достижения поставленной цели, поэтому различают полную (или затраченную) работу — Aз и полезную работу — Aп.
Рассмотрим подъем груза массой m на высоту h.
Полезная работа заключается в подъеме груза на высоту, а для этого необходимо преодолеть силу тяжести. Если движение равномерное, то полезная работа равна:
Aп=F⋅s=mg⋅h.
Если груз оказывается достаточно тяжелым, и не предоставляется возможным поднять его вручную, можно использовать механизмы, например блок или наклонную плоскость. В этом случае, кроме действующей на груз силы тяжести, придется преодолеть еще и другие силы. например, при движении по наклонной плоскости — силу трения между грузом и плоскостью.
Более того, выигрывая в силе, всегда проигрывают в пути, что также влияет на работу.
Всё это приводит к тому, что совершённая с механизма затрачиваемая (полная) работа всегда несколько больше полезной работы:
Aз>Aп или AпAз<1.
Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма (КПД):
КПД=AпAз;
η=AпAз⋅100%, где η — буквенное обозначение КПД, AП — полезная работа, AЗ — затраченная работа.
КПД может выражаться и в долевом отношении и в процентах: η=0,35=35%.
При разработке двигателей и механизмов инженеры нацелены уменьшить затраты энергии и повысить коэффициент полезного действия. В процессе научно-технического развития коэффициент полезного действия изменялся. Современные технологии позволяют достичь высокого КПД. Это необходимо для сохранения природы.
КПД парового двигателя — 1-8%;
КПД бензинового двигателя — 20-25%;
КПД электрического двигателя — 90-95%