7. При вдвигании полосового магнита в металлическое кольцо и выдвигании из него в кольце возникает индукционный ток. Этот ток создаёт магнитное поле. Каким полюсом обращено магнитное поле тока в кольце к 1) вдвигаемому северному полюсу магнита и 2) выдвигаемому северному полюсу магнита.
А. 1- северным, 2- северным Б. 1- южным, 2- южным
В. 1- южным, 2- северным Г. 1- северным, 2- южным
Дано:
m
ρ
υ_1 = υ = const
υ_2 = 2*υ = const
V
g
Fт - ?
Нужно проанализировать силы, действующие на шар. Шар падает в жидкости под действием силы тяжести mg. Против его движения направлены сила Архимеда Fa и сила сопротивления жидкости Fc, которая пропорциональна скорости, т.е. Fc = k*υ, где k - коэффициент пропорциональности (этой буквой обозначено произведение тех параметров жидкости, которые являются постоянными для определения силы сопротивления движению). Сила Архимеда равна: Fa = ρVg. Составим уравнение по Второму закону Ньютона, учитывая направление сил (вертикальную ось направим вниз) и то, что движение шара является равномерным:
mg + (-Fa) + (-Fc) = 0
mg - ρVg - kυ_1 = 0 - выразим коэффициент пропорциональности, учитывая что υ_1 = υ:
kυ = mg - ρVg
k = (mg - ρVg)/υ
Теперь рассмотрим динамику движения шара вверх. Движение равномерное. Направление сил не поменялось, кроме направления Fc (сила сопротивления всегда направлена против движения). Ещё добавилась сила тяги Fт. Направим вертикальную ось вверх, тогда:
Fт + (-mg) + Fa + (-Fc) = 0
Fт - mg + ρVg - kυ_2 = 0 - выражаем силу тяги:
Fт = mg - ρVg + k*2υ - подставляем вместо k его выражение:
Fт = mg - ρVg + ((mg - ρVg)/υ)*2υ
Fт = mg - ρVg + 2*(mg - ρVg)
Fт = mg - ρVg + 2mg - 2ρVg
Fт = 3mg - 3ρVg
Fт = 3g*(m - ρV)
Из рисунка легко найти, что длина пружины 1 увеличилась на 5 см ( закон гука и 3 закон ньютона вам в ) . Таким образом отношение удлинений верхней и нижней пружин равно дробь, числитель =2.
Согласно закону Гука, сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна этой деформации
В данном случае, сила упругости уравновешивается силой тяжести груза, который удерживает пружина.
Из системы уравнений двух пружин выводим, что энергия упругой деформации пружины 1 равна 25 дж, а энергия упругой деформации пружины 2 равна 40 дж.
А удлинение соответственно равно 7.5 см и 15 см.