2. Два точечных заряда находятся на расстоянии L друг от друга. Если их расстояние уменьшить на 0,5 м, силы взаимодействия увеличатся вдвое. Найдите расстояние L.
В природе есть такое явление: магнитная индукция. Если в магнитном поле перемещается проводник, то в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС) и на его концах возникает небольшое электрическое напряжение (электроны, содержашиеся в металле, под действием ЭДС перетекают к одному из концов проводника). Один конец проводника заряжается положительно, другой - отрицательно. Такой же эффект будет, если проводник не движется, но меняется сила магнитного поля, в котором он находится.
Еще сильнее эффект проявляется, если в постоянном магнитном поле вращается рамка из проводника. При повороте рамки изменяется магнитный поток, проходящий через рамку. Можно рамку не вращать, а менять туда-сюда силу магнитного поля. Эффект будет тот же.
При вращении рамки в постоянном магнитном поле в ней создается ПЕРЕМЕННАЯ ЭДС (меняющая свое напрввление на противоположное при каждом повороте рамки на 180 градусов). Величина создаваемой в проводнике ЭДС зависит: 1 От силы магнитного поля 2 От скорости изменения магнитного поля. Чем быстрее меняется поле - тем больше ЭДС. Чем сильнее само поле - тем больше ЭДС.
Если к концам такой рамки подключить лампочку (замкнуть цепь), то в рамке под действием индуцированной ЭДС потечет ток (электроны в металле начнут перемещаться по замкнутой цепи и нагревать нить накаливания в лампе). Ток будет так же переменным, как и ЭДС. Как только появится ток, он тут же создаст вокруг рамки собственное магнитное поле, которое станет сопротивляться вращению рамки, взаимодействуя с магнитным полем от магнитов. Чем мощнее лампочка - тем больше ток - тем сильнее собственное магнитное поле рамки - тем сильнее рамка сопротивляется вращению - тем больше сил нужно тратить на вращение рамки. То есть чем мошнее нагрузка, подключенная к генератору - тем больше мощности нужно тратить на его вращение.
В настоящих промышленных генераторах, и в маленьких и в очень больших, роль рамки из проводника выполняют десятки катушек с тысячами витков провода, а магнитное поле создается либо мощными постоянными магнитами, либо электромагнитами с возбуждением от внешнего источника тока. Электромагниты позволяют создать очень сильное магнитное поле, намного сильнее, чем самые мощные постоянные магниты. Причем силу этого поля можно регулировать по желанию, меняя силу тока возбуждения.
В промышленных генераторах переменного тока рамки из проводников (многочисленные катушки) расположены на неподвижном корпусе генератора (статоре), а магниты (постоянные или электрические) расположены на вращающейся части генератора (роторе). При вращении ротора разнополярные магниты движутся мимо катушек, создавая в них меняющеся магнитное поле, которое создает в катушках ЭДС.
Переменный ток - это ток, который периодически, обычно по синусоидальному закону, меняет своё направление на противоположное. В промышленных и бытовых электросетях в России ток меняет направление 100 раз в секунду (с частотой 50 Герц).
Промышленные генераторы на электростанциях России генерируют переменный ток с частотой 50 Герц, напряжением от 630 до 24 000 Вольт и мощностью от 1 500 до 1 500 000 килоВатт. Скорость вращения ротора у них обычно 3000 оборотов в минуту (50 оборотов в секунду). В некоторых моделях скорость вращения 1500 оборотов в минуту.
Для передачи электроэнергии на большие расстояния, чтобы снизить потери на нагрев проводов, нужно уменьшать ток. Чтобы при этом сохранить мощность - нужно повышать напряжение. Для этого применяются специальные устройства - трансформаторы. Напряжение в линиях электропередач может быть от 6 000 Вольт до 1 500 000 Вольт. Чтобы электроэнергией можно было безопасно пользоваться, нужно понизить ее напряжение. Для этого так же применяются трансформаторы, понижающие напряжение и увеличивающие силу тока.
Напряжение в домашней сети понижено до 220 Вольт. А в сетях трамваев, троллейбусов и в метро напряжение понижают до 500 или до 850 вольт. Для железнодорожного транспорта напряжение понижают не очень сильно - до 25 000 Вольт. Если железная дорога использует постоянный ток, то его напряжение можно делать не таким большим - 3 000 Вольт. С трансформаторов можно преобразовывать ТОЛЬКО ПЕРЕМЕННЫЙ ток.
Еще бывают генераторы постоянного тока. Они устроены намного сложнее.
Постоянный ток может быть пульсирующим (меняющим силу), но он никогда не меняет своего направления.
Постоянный ток можно получить либо с особого генератора постоянного тока, либо путём преобразования переменного тока в постоянный с специального устройства - выпрямителя.
На рельсах стоит платформа массой 16т. На платформе стоит пушка массой 3т, направленная под углом 60°. Найдите скорость снаряда массой 50кг, если при выстреле платформа откатилась назад на 3м за время 6с.
М =16т+3т=19т=19000 кг (масса первого тела-платформа+пушка)
m=50 кг (масса второго тела-снаряд)
А=60° ( пусть выстрел производится вправо вверх- можно выбрать наоборот)
L=3 м (перемещение первого тела)
t=6c (время перемещения 1-го тела)
Найти скорость снаряда V2 -?
ЗАДАЧА на закон сохранения ИМПУЛЬСА ;
Импульс системы тел ДО выстрела = Импульс системы тел ПОСЛЕ выстрела
Импульс ДО выстрела ↑ P01 +↑ P02=0
1 –го тела P01=0 т.к. u1=0
2 –го тела P02=0 т.к. v1=0
импульс ПОСЛЕ выстрела ↑P1 +↑ P2 = 0
1 –го тела P1=М*U2
2 –го тела P2=m*V2
P1 и Р2 - равны по величине и противоположны по знаку т. е. Р1-Р2=0 ; М*U2= m*V2 (1)
Р1 –направлен влево/вниз 60 град к горизонту
U2 – скорость такое же направление
Р2 –направлен вправо/вверх 60 град к горизонту
V2 – скорость такое же направление
Cкорость U2 имеет
вертикальную составляющую U2y
горизонтальную составляющую U2x
Так как у нас есть горизонтальное перемещение платформы можем посчитать U(2x)
Движение равнозамедленное.
Формула для перемещения платформы L=U(2x) * t + at^2/2 (2)
Формула для скорости 0= U(2x) +а*t (3)
Решим систему уравнений (3) и (2) с двумя неизвестными U(2x) (скорость) и а (ускорение)
U(2x) = 1 м/с ; а= - 1/6 м/с2
Отсюда начальная скорость движения платформы U2=U(2x) / cosA (4)
ОТКУДА БЕРЕТСЯ В ГЕНЕРАТОРЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?
В природе есть такое явление: магнитная индукция.
Если в магнитном поле перемещается проводник, то в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС) и на его концах возникает небольшое электрическое напряжение (электроны, содержашиеся в металле, под действием ЭДС перетекают к одному из концов проводника).
Один конец проводника заряжается положительно, другой - отрицательно.
Такой же эффект будет, если проводник не движется, но меняется сила магнитного поля, в котором он находится.
Еще сильнее эффект проявляется, если в постоянном магнитном поле вращается рамка из проводника.
При повороте рамки изменяется магнитный поток, проходящий через рамку.
Можно рамку не вращать, а менять туда-сюда силу магнитного поля. Эффект будет тот же.
При вращении рамки в постоянном магнитном поле в ней создается ПЕРЕМЕННАЯ ЭДС (меняющая свое напрввление на противоположное при каждом повороте рамки на 180 градусов).
Величина создаваемой в проводнике ЭДС зависит:
1 От силы магнитного поля
2 От скорости изменения магнитного поля.
Чем быстрее меняется поле - тем больше ЭДС.
Чем сильнее само поле - тем больше ЭДС.
Если к концам такой рамки подключить лампочку (замкнуть цепь), то в рамке под действием индуцированной ЭДС потечет ток (электроны в металле начнут перемещаться по замкнутой цепи и нагревать нить накаливания в лампе). Ток будет так же переменным, как и ЭДС.
Как только появится ток, он тут же создаст вокруг рамки собственное магнитное поле, которое станет сопротивляться вращению рамки, взаимодействуя с магнитным полем от магнитов.
Чем мощнее лампочка - тем больше ток - тем сильнее собственное магнитное поле рамки - тем сильнее рамка сопротивляется вращению - тем больше сил нужно тратить на вращение рамки.
То есть чем мошнее нагрузка, подключенная к генератору - тем больше мощности нужно тратить на его вращение.
В настоящих промышленных генераторах, и в маленьких и в очень больших, роль рамки из проводника выполняют десятки катушек с тысячами витков провода, а магнитное поле создается либо мощными постоянными магнитами, либо электромагнитами с возбуждением от внешнего источника тока.
Электромагниты позволяют создать очень сильное магнитное поле, намного сильнее, чем самые мощные постоянные магниты. Причем силу этого поля можно регулировать по желанию, меняя силу тока возбуждения.
В промышленных генераторах переменного тока рамки из проводников (многочисленные катушки) расположены на неподвижном корпусе генератора (статоре), а магниты (постоянные или электрические) расположены на вращающейся части генератора (роторе). При вращении ротора разнополярные магниты движутся мимо катушек, создавая в них меняющеся магнитное поле, которое создает в катушках ЭДС.
Переменный ток - это ток, который периодически, обычно по синусоидальному закону, меняет своё направление на противоположное. В промышленных и бытовых электросетях в России ток меняет направление 100 раз в секунду (с частотой 50 Герц).
Промышленные генераторы на электростанциях России генерируют переменный ток с частотой 50 Герц, напряжением от 630 до 24 000 Вольт и мощностью от 1 500 до 1 500 000 килоВатт. Скорость вращения ротора у них обычно 3000 оборотов в минуту (50 оборотов в секунду). В некоторых моделях скорость вращения 1500 оборотов в минуту.
Для передачи электроэнергии на большие расстояния, чтобы снизить потери на нагрев проводов, нужно уменьшать ток. Чтобы при этом сохранить мощность - нужно повышать напряжение. Для этого применяются специальные устройства - трансформаторы. Напряжение в линиях электропередач может быть от 6 000 Вольт до 1 500 000 Вольт. Чтобы электроэнергией можно было безопасно пользоваться, нужно понизить ее напряжение. Для этого так же применяются трансформаторы, понижающие напряжение и увеличивающие силу тока.
Напряжение в домашней сети понижено до 220 Вольт. А в сетях трамваев, троллейбусов и в метро напряжение понижают до 500 или до 850 вольт.
Для железнодорожного транспорта напряжение понижают не очень сильно - до 25 000 Вольт.
Если железная дорога использует постоянный ток, то его напряжение можно делать не таким большим - 3 000 Вольт.
С трансформаторов можно преобразовывать ТОЛЬКО ПЕРЕМЕННЫЙ ток.
Еще бывают генераторы постоянного тока. Они устроены намного сложнее.
Постоянный ток может быть пульсирующим (меняющим силу), но он никогда не меняет своего направления.
Постоянный ток можно получить либо с особого генератора постоянного тока, либо путём преобразования переменного тока в постоянный с специального устройства - выпрямителя.
На рельсах стоит платформа массой 16т. На платформе стоит пушка массой 3т, направленная под углом 60°. Найдите скорость снаряда массой 50кг, если при выстреле платформа откатилась назад на 3м за время 6с.
М =16т+3т=19т=19000 кг (масса первого тела-платформа+пушка)
m=50 кг (масса второго тела-снаряд)
А=60° ( пусть выстрел производится вправо вверх- можно выбрать наоборот)
L=3 м (перемещение первого тела)
t=6c (время перемещения 1-го тела)
Найти скорость снаряда V2 -?
ЗАДАЧА на закон сохранения ИМПУЛЬСА ;
Импульс системы тел ДО выстрела = Импульс системы тел ПОСЛЕ выстрела
Импульс ДО выстрела ↑ P01 +↑ P02=0
1 –го тела P01=0 т.к. u1=0
2 –го тела P02=0 т.к. v1=0
импульс ПОСЛЕ выстрела ↑P1 +↑ P2 = 0
1 –го тела P1=М*U2
2 –го тела P2=m*V2
P1 и Р2 - равны по величине и противоположны по знаку т. е. Р1-Р2=0 ; М*U2= m*V2 (1)
Р1 –направлен влево/вниз 60 град к горизонту
U2 – скорость такое же направление
Р2 –направлен вправо/вверх 60 град к горизонту
V2 – скорость такое же направление
Cкорость U2 имеет
вертикальную составляющую U2y
горизонтальную составляющую U2x
Так как у нас есть горизонтальное перемещение платформы можем посчитать U(2x)
Движение равнозамедленное.
Формула для перемещения платформы L=U(2x) * t + at^2/2 (2)
Формула для скорости 0= U(2x) +а*t (3)
Решим систему уравнений (3) и (2) с двумя неизвестными U(2x) (скорость) и а (ускорение)
U(2x) = 1 м/с ; а= - 1/6 м/с2
Отсюда начальная скорость движения платформы U2=U(2x) / cosA (4)
Подставим (4) в (1) и найдем скорость снаряда
М*U2= m*V2
М* U(2x) / cosA = m*V2
V2= М* U(2x) /( cosA * m)
V2 = 19000 кг * 1 м/с / (cos60 * 50 кг) =760 м/с
ответ 760 м/с