Яку силу треба прикласти до тіла вздовж похилої площини щоб рівномірно втягувати по цій площини? Маса тіла 4КГ кут нахилу похилої площини 30 градусів коефіцієнт 0.2 розвязок
пусть v0v0 - начальная скорость электрона. его энергия w=mv202w=mv022, где mm - масса электрона. на электрон действует со стороны поля сила fk=|e|efk=|e|e, где ee - напряженность поля. в подобных действием сил тяжести на элементарные частицы можно пренебречь. разложим сложное движение электрона на два простых: вдоль оси x, параллельной пластинам, и вдоль оси y, перпендикулярной пластинам. начало системы координат о поместим в точке влета электрона в конденсатор. начальные координаты электрона x0=0,y0=0x0=0,y0=0; его начальные скорости v0x=v0cosα,v0y=v0sinαv0x=v0cosα,v0y=v0sinα. ускорение ax=0ax=0, следовательно, в направлении x движение является прямолинейным равномерным. ускорение ay=−fkm=−|e|em=constay=−fkm=−|e|em=const. следовательно, движение по оси y является равнопеременным.
законы движения по оси x: vx(t)=v0cosα,x(t)=x0+v0x(t)=v0cosαtvx(t)=v0cosα,x(t)=x0+v0x(t)=v0cosαt. законы движения по оси y: vy(t)=v0y+ayt=v0sinα−|e|emtvy(t)=v0y+ayt=v0sinα−|e|emt, y(t)=y0+v0yt+ayt22=v0∈αt−|e|et22my(t)=y0+v0yt+ayt22=v0∈αt−|e|et22m. исключив из второго уравнения время t=xv0cosαt=xv0cosα и подставив его в четвертое, получим y=v0sinαxv0cosα−|e|e2m⋅x2v20cos2α=xtgα−|e|e2mv20cos2αx2y=v0sinαxv0cosα−|e|e2m⋅x2v02cos2α=xtgα−|e|e2mv02cos2αx2. это уравнение параболы. мы доказали, что заряженная частица, влетевшая под углом к силовым линиям однородного поля, будет двигаться в этом поле по параболе. в точке вылета vy=0,x=lvy=0,x=l, поэтому {v0sinα−|e|emt=0,v0cosαt=l.{v0sinα−|e|emt=0,v0cosαt=l. выразим из последнего уравнения время пролета электрона через конденсатор: t=lv0cosαt=lv0cosα. из первого уравнения найдем напряженность поля в конденсаторе: e=mv0sinα|e|t=mv0sinα|e|lv0cosα=mv202|e|l⋅2sinαcosα=mv202⋅1|e|lsin2α=w|e|lsin2αe=mv0sinα|e|t=mv0sinα|e|lv0cosα=mv022|e|l⋅2sinαcosα=mv022⋅1|e|lsin2α=w|e|lsin2α. напряжение на пластинах u=edu=ed, т. е. u=dlw|e|sin2α=150в
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин
ответ:
150в
объяснение:
пусть v0v0 - начальная скорость электрона. его энергия w=mv202w=mv022, где mm - масса электрона. на электрон действует со стороны поля сила fk=|e|efk=|e|e, где ee - напряженность поля. в подобных действием сил тяжести на элементарные частицы можно пренебречь. разложим сложное движение электрона на два простых: вдоль оси x, параллельной пластинам, и вдоль оси y, перпендикулярной пластинам. начало системы координат о поместим в точке влета электрона в конденсатор. начальные координаты электрона x0=0,y0=0x0=0,y0=0; его начальные скорости v0x=v0cosα,v0y=v0sinαv0x=v0cosα,v0y=v0sinα. ускорение ax=0ax=0, следовательно, в направлении x движение является прямолинейным равномерным. ускорение ay=−fkm=−|e|em=constay=−fkm=−|e|em=const. следовательно, движение по оси y является равнопеременным.
законы движения по оси x: vx(t)=v0cosα,x(t)=x0+v0x(t)=v0cosαtvx(t)=v0cosα,x(t)=x0+v0x(t)=v0cosαt. законы движения по оси y: vy(t)=v0y+ayt=v0sinα−|e|emtvy(t)=v0y+ayt=v0sinα−|e|emt, y(t)=y0+v0yt+ayt22=v0∈αt−|e|et22my(t)=y0+v0yt+ayt22=v0∈αt−|e|et22m. исключив из второго уравнения время t=xv0cosαt=xv0cosα и подставив его в четвертое, получим y=v0sinαxv0cosα−|e|e2m⋅x2v20cos2α=xtgα−|e|e2mv20cos2αx2y=v0sinαxv0cosα−|e|e2m⋅x2v02cos2α=xtgα−|e|e2mv02cos2αx2. это уравнение параболы. мы доказали, что заряженная частица, влетевшая под углом к силовым линиям однородного поля, будет двигаться в этом поле по параболе. в точке вылета vy=0,x=lvy=0,x=l, поэтому {v0sinα−|e|emt=0,v0cosαt=l.{v0sinα−|e|emt=0,v0cosαt=l. выразим из последнего уравнения время пролета электрона через конденсатор: t=lv0cosαt=lv0cosα. из первого уравнения найдем напряженность поля в конденсаторе: e=mv0sinα|e|t=mv0sinα|e|lv0cosα=mv202|e|l⋅2sinαcosα=mv202⋅1|e|lsin2α=w|e|lsin2αe=mv0sinα|e|t=mv0sinα|e|lv0cosα=mv022|e|l⋅2sinαcosα=mv022⋅1|e|lsin2α=w|e|lsin2α. напряжение на пластинах u=edu=ed, т. е. u=dlw|e|sin2α=150в