1. Какие превращения энергии происходят при движении камня, брошенного вверх? 2. Резиновый мяч упал на пол и отскочил вверх. Какие превращения механической энергии произошли при этом?
3. Автомобиль движется равномерно и прямолинейно по горизонтальной дороге. На что расходуется энергия топлива?
4. Какие превращения энергии происходят при выстреле из пружинного пистолета?
5. Какие превращения энергии происходят при торможении автомобиля?
6. На каком физическом явлении основан получения огня трением?
7. Опишите превращения энергии, которые происходят при падении на пол пластилинового шарика?
8. Какие превращения энергии происходят при вылете пробки из пробирки с кипящей водой?
9. Что общего между заряженной мышеловкой, куском сливочного масла и движущимся автомобилем?
ответ:
объяснение:
при движении одного тела относительно другого многочисленные неровности на их поверхностях цепляются друг за друга, деформируют друг друга и мешают скольжению. таким образом, сила трения аналогична силе , возникающей при деформации сдвига, и вызывается взаимодействием молекул. при шлифовке поверхностей сила трения уменьшается, но до определенного предела. при дальнейшем увеличении гладкости поверхностей сила трения начинает расти. связано это с тем, что молекулы обоих тел сближаются настолько, что короткодействующие силы притяжения молекул одного тела начинают действовать на молекулы другого тела.
электрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, по закону био — савара—лапласа (см. (110. пропорциональна току. сцепленный с контуром магнитный поток ф поэтому пропорционален току iв контуре:
ф=li, (126.1)
где коэффициент пропорциональности l называется индуктивностью контура.
при изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток; следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называетсясамоиндукцией.
из выражения (126.1) определяется единица индуктивности генри (гн): 1 гн — индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 а равен 1 вб:
1 гн=1 вб/а=1в•с/а.
рассчитаем индуктивность бесконечно длинного соленоида. согласно (120.4), полный магнитный поток через соленоид
(потокосцепление) равен 0(n2i/l)s. подставив это выражение в формулу (126.1), получим
т. е. индуктивность соленоида зависит от числа витков соленоида n, его длины l, площади s и магнитной проницаемости вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида.
можно показать, что индуктивность контура в общем случае зависит только от формы контура, его размеров и магнитной проницаемости той среды, в которой он находится. в этом смысле индуктивность контура — аналог электрической емкости уединенного проводника, которая также зависит только от формы проводника, его размеров и диэлектрической проницаемости среды (см. §93).
применяя к явлению самоиндукции закон фарадея (см. (123. получим, что э.д.с. самоиндукции
если контур не деформируется и магнитная проницаемость среды не изменяется (в дальнейшем будет показано, что последнее условие выполняется не всегда), то l=const и
где знак минус, обусловленный правилом ленца, показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нем.
если ток со временем возрастает, то
di/dt> 0 и ξs< 0, т. е. ток самоиндукции
направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и тормозит его возрастание. если ток со временем убыва-
198
ет, то di/dt< 0 и ξs> 0, т. е. индукционный
ток имеет такое же направление, как и убывающий ток в контуре, и замедляет его убывание. таким образом, контур, обладая определенной индуктивностью, приобретает электрическую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока тормозится тем сильнее, чем больше индуктивность контура.