Автомобіль масою 15 т вирушає з прискоренням 1,4м/с². Визначте кінетичну енергію, яку набуває авто на перших 114 м шляху.

Показать ответ

Ответ:

Прост2004

30.03.2023 22:16

осмотрим, как влияет э.д.с. самоиндукции на процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность.

в цепи, представленной на схеме 10.10, течёт ток. отключим источник e, разомкнув в момент времени t = 0 ключ к. ток в катушке начинает убывать, но при этом возникает э.д.с. самоиндукции, поддерживающая убывающий ток.

рис. 10.10.

запишем для новой схемы 10.10.b уравнение правила напряжений кирхгофа:

разделяем переменные и интегрируем:

пропотенцировав последнее уравнение, получим:

постоянную интегрирования найдём, воспользовавшись начальным условием: в момент отключения источника t = 0, ток в катушке i(0) = i0.

отсюда следует, что c = i0 и поэтому закон изменения тока в цепи приобретает вид:

. (10.7)

график этой зависимости на рис. 10.11. оказывается, ток в цепи, после выключения источника, будет убывать по экспоненциальному закону и станет равным нулю только спустя t = ¥.

рис. 10.11.

вы и сами теперь легко покажете, что при включении источника (после замыкания ключа к) ток будет нарастать тоже по экспоненциальному закону, асимптотически приближаясь к значению i0 (см. рис. 10.

. (10.8)

но вернёмся к первоначальной размыкания цепи.

мы отключили в цепи источник питания (разомкнули ключ к), но ток — теперь в цепи 10.8.b — продолжает течь. где черпается энергия, обеспечивающая бесконечное течение этого убывающего тока?

ток поддерживается электродвижущей силой самоиндукции e = . за время dt убывающий ток совершит работу:

da = eси×i×dt = –lidi.

ток будет убывать от начального значения i0 до нуля. проинтегрировав последнее выражение в этих пределах, получим полную работу убывающего тока:

. (10.9)

совершение этой работы сопровождается двумя процессами: исчезновением тока в цепи и исчезновением магнитного поля катушки индуктивности.

с чем же связана была выделившаяся энергия? где она была локализована? располагалась ли она в проводниках и связана ли она с направленным движением носителей заряда? или она локализована в объёме соленоида, в его магнитном поле?

опыт даёт ответ на эти вопросы: энергия электрического тока связана с его магнитным полем и распределена в пространстве, занятом этим полем.

несколько изменим выражение (10.9), учтя, что для длинного соленоида справедливы следующие утверждения:

l = m0n2sl (10.5) — индуктивность;

b0 = m0ni0 (9.17) — поле соленоида.

эти выражения используем в (10.9) и получим новое уравнение для полной работы экстратока размыкания, или — начального запаса энергии магнитного поля:

. (10.10)

здесь v = s×l — объём соленоида (магнитного

энергия катушки с током пропорциональна квадрату вектора магнитной индукции.

разделив эту энергию на объём магнитного поля, получим среднюю плотность энергии:

[]. (10.11)

это выражение похоже на выражение плотности энергии электростатического поля:

обратите внимание: в сходных уравнениях, если e0 — в числителе, m0 — непременно в знаменателе.

зная плотность энергии в каждой точке магнитного поля, мы теперь легко найдём энергию, в любом объёме v поля.

локальная плотность энергии в заданной точке поля:

значит, dw = wdv и энергия в объёме v равна:

0,0(0 оценок)

Ответ:

vdoncov23

01.03.2023 01:23

Дано: $m_{1}=2,5$ кг

$m_{2}=0,7$ кг

$m_{3}=0,064$ кг

$t_{1}=5$ C

$c_{1}=4200$ Дж/(кг*С)

$c_{2}=2100$ Дж/(кг*С)

$\lambda=3,2*10^{5}$ Дж/кг

Найти начальную температуру льда $t_{2}$

Запишем уравнение теплового баланса:

$Q_{1}=Q_{2}+Q_{3}$ ------(1)

где $Q_{1}$ - количество теплоты, отданное водой льду, при ее охлаждении

$Q_{2}$ - количество теплоты, пошедшее на нагревание льда от $t_{2}$ до температуры его плавления $t_{p}$

$Q_{3}$ - количество теплоты, пошедшее на плавление льда

Очевидно, что равновесная температура $t_{p}=0$ C, а начальная температура льда отрицательная.

По определению имеем:

$Q_{1}=m_{1}*c_{1}*(t_{1}-t_{p})=m_{1}*c_{1}*t_{1}$ -----(2)

$Q_{12}=m_{2}*c_{2}(t_{p}-t_{2})=-m_{2}*c_{2}*t_{2}$ ----(3) $Q_{3}=m_{3}*\lambda$ ---------(4)Подставим в (1) вместо $Q_{1}$ , $Q_{2}$ и $Q_{3}$ соотвественно выражения (2), (3) и (4): $m_{1}*c_{1}*t_{1}=-m_{2}*c_{2}*t_{2}+m_{3}*\lambda$ , отсюда выразим $t_{2}$ $t_{2}=\frac{m_{3}*\lambda-m_{1}*c_{1}*t_{1}}{m_{2}*c_{2}}$ ----(5)(5) - расчетная формула для $t_{2}$ Расчет $t_{2}$ по формуле (5): $t_{2}=\frac{0,064*3,2*10^{5}-2,5*4200*5}{0,7*2100}\approx -21,8$ C

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика