Масса орбитальной космической станции 19 т, масса космонавта в скафандре 100 кг. Оцените силу гравитационного взаимо¬действия между станцией и космонавтом на расстоянии 100 м. За какое, приблизительно, время под действием этой силы космонавт при¬близится к станции на расстояние 1 м, если в начальный момент времени относительная скорость станции и космонавта была равна нулю?
Необходимо заполнить сравнительную таблицу о силе тяжести и о весе.
1) Определение, направление силы.
Сила тяжести: сила, с которой Земля притягивает к себе тела, направлена вертикально вниз.
Вес: сила, с которой тело вследствие притяжения Земли действует на подвес или опору, вектор силы направлен перпендикулярно опоре или вдоль подвеса.
2) Обозначение, какой величиной является.
Сила тяжести: F=mg (ньютон)
Вес: P (ньютон)
3) Является результатом взаимодействия:
Сила тяжести: с Землей
Вес: с опорой
4) Точка приложения:
Сила тяжести: приложена к центру тела (см рис. 1.1.)
Вес: приложена к опоре (см рис. 1.2)
Сила тяжести и вес тела - это две разные силы, но они численно равны, если тело находится в покое.
1.Найдите:
А) Амплитуду колебаний заряда.
В общем виде уравнение колебаний заряда q=qm*cos(ωt). Cопоставляя получаем qm=5*10^-4 Кл.
Б) Период. ω= 10^3π. Из ω = 2π/T, T=2π/ω=2π/(10^3π)=2*10^-3 c.
В) Частоту. Из υ=1/T, υ=1/(2*10^-3) =0,5*10^3 Гц= 500 Гц.
Г) Циклическую частоту. ω= 10^3π Гц= 3140 Гц.
2. Запишите уравнения зависимости напряжения на конденсаторе от времени:
Из формулы емкости конденсатора С=q/U имеем
u(t) = q(t)/C =
(5*10^-4cos(10^3πt))/(10*10^-12) = 0,5*10^8 cos(10^3πt):
и силы тока в контуре от времени: в общем виде i(t) =q(t) '=Imcos(ωt+π/2) - ток опережает колебания напряжения на конденсаторе на π/2, Im=ω*qm; Im=10^3π*5*10^-4=1,57 A.
Значит i(t) =1,57cos(10^3πt+π/2).