U = Um*sin(wt) = Um*sin(2*pi*v*t), где Um - амплитудное значение напряжения, а v - частота в герцах. Тогда подходит
U = 220*sin(2*pi**50*t) = 220*sin(100*pi*t)
ответ: U = 220*sin(100*pi*t)
2. Дано:
S = 600 см² = 0,06 м² = 6*10^(-2) м²
N = 100 = 10²
B = 20 мТл = 20*10^(-3) Тл
v = 10 Гц
εm - ?
ЭДС индукции ε равна производной магнитного потока Ф со знаком "-":
ε = -Ф'
Магнитный поток Ф равен произведению магнитной индукции B, площади поверхности S, количества витков N и косинуса угла α между B и нормалью к поверхности:
Ф = BSNcosα, где α = wt - произведение циклической частоты и времени, где
w = 2*pi*v. Возвращаемся к ЭДС индукции:
ε = -Ф' = (-BSN*cos(wt))' = BSN*w*sin(wt) - отсюда можно сделать вывод, что амплитудное значение ЭДС индукции равно:
Очевидно, что вода, которая уже находится в ванной, будет поглощать тепло добавленной воды, так как её температура ниже:
t1 < t2.
Добавленная же вода будет отдавать тепло. Количество этого тепла будет одинаковым для обоих объёмов воды, как и температура t3 - температура объёма V1 будет повышаться до t3, а температура объёма V2 будет понижаться до t3. Можем записать уравнение теплового баланса:
Q1 = Q2
Q = cmΔt
Представим массу как произведение плотности и объёма:
m2 = p*V2 = p*0,25V. Подставим выражения масс в уравнения для их Q:
Q1 = cm1Δt = c*p*0,5V*Δt
Δt = t3 - t1 => Q1 = c*p*0,5V*(t3 - t1)
Q2 = cm2Δt' = c*p*0,25V*Δt'
Δt' = t3 - t2 => Q2 = c*p*0,25V*(t3 - t2). Приравняем согласно тепловому балансу:
Q1 = Q2
c*p*0,5V*(t3 - t1) = c*p*0,25V*(t3 - t2)
Однако изменение температуры того объёма воды, который отдаёт тепло Q2, оказывается отрицательным. Чтобы не нарушать равенства, возьмём эту разницу под знак модуля и сделаем перестановку переменных:
|Δt'| = |t3 - t2| = |t2 - t3|, тогда:
c*p*0,5V*(t3 - t1) = c*p*0,25V*|t2 - t3| - в физическом смысле объём воды V2 теперь не отдаёт тепло, а получает его (мы избавились от знака "минус" перед Q2). Конечно, в реальности он всё так же отдаёт тепло, но для решения вопроса нам "на руку" именно обратное действие. Далее сократим обе части равенства на (c*p*V):
1. Уравнение колебаний для напряжения:
U = Um*sin(wt) = Um*sin(2*pi*v*t), где Um - амплитудное значение напряжения, а v - частота в герцах. Тогда подходит
U = 220*sin(2*pi**50*t) = 220*sin(100*pi*t)
ответ: U = 220*sin(100*pi*t)
2. Дано:
S = 600 см² = 0,06 м² = 6*10^(-2) м²
N = 100 = 10²
B = 20 мТл = 20*10^(-3) Тл
v = 10 Гц
εm - ?
ЭДС индукции ε равна производной магнитного потока Ф со знаком "-":
ε = -Ф'
Магнитный поток Ф равен произведению магнитной индукции B, площади поверхности S, количества витков N и косинуса угла α между B и нормалью к поверхности:
Ф = BSNcosα, где α = wt - произведение циклической частоты и времени, где
w = 2*pi*v. Возвращаемся к ЭДС индукции:
ε = -Ф' = (-BSN*cos(wt))' = BSN*w*sin(wt) - отсюда можно сделать вывод, что амплитудное значение ЭДС индукции равно:
εm = BSN*w = BSN*2*pi*v = 20*10^(-3)*6*10^(-2)*10²*2*3,14*10 = 20*6*2*3,14*10^(-2) = 240*3,14*10^(-2) = 7,536 В
5 < 7,536 < 8 =>
=> ответ: в. от 5 до 8 В.
Дано:
t1 = 25 °C
t2 = 70 °C
V1 = 0,5V
V1 + V2 = 0,75V
t3 - ?
Очевидно, что вода, которая уже находится в ванной, будет поглощать тепло добавленной воды, так как её температура ниже:
t1 < t2.
Добавленная же вода будет отдавать тепло. Количество этого тепла будет одинаковым для обоих объёмов воды, как и температура t3 - температура объёма V1 будет повышаться до t3, а температура объёма V2 будет понижаться до t3. Можем записать уравнение теплового баланса:
Q1 = Q2
Q = cmΔt
Представим массу как произведение плотности и объёма:
m = р*V, тогда
m1 = р*V1 = p*0,5V
m2 = p*V2
V2 выразим из уравнения:
V1 + V2 = 0,75V => V2 = 0,75V - V1 = 0,75V - 0,5V = V*(0,75 - 0,5) = 0,25V, значит
m2 = p*V2 = p*0,25V. Подставим выражения масс в уравнения для их Q:
Q1 = cm1Δt = c*p*0,5V*Δt
Δt = t3 - t1 => Q1 = c*p*0,5V*(t3 - t1)
Q2 = cm2Δt' = c*p*0,25V*Δt'
Δt' = t3 - t2 => Q2 = c*p*0,25V*(t3 - t2). Приравняем согласно тепловому балансу:
Q1 = Q2
c*p*0,5V*(t3 - t1) = c*p*0,25V*(t3 - t2)
Однако изменение температуры того объёма воды, который отдаёт тепло Q2, оказывается отрицательным. Чтобы не нарушать равенства, возьмём эту разницу под знак модуля и сделаем перестановку переменных:
|Δt'| = |t3 - t2| = |t2 - t3|, тогда:
c*p*0,5V*(t3 - t1) = c*p*0,25V*|t2 - t3| - в физическом смысле объём воды V2 теперь не отдаёт тепло, а получает его (мы избавились от знака "минус" перед Q2). Конечно, в реальности он всё так же отдаёт тепло, но для решения вопроса нам "на руку" именно обратное действие. Далее сократим обе части равенства на (c*p*V):
c*p*0,5V*(t3 - t1) = c*p*0,25V*|t2 - t3| | : (c*p*V)
0,5*(t3 - t1) = 0,25*|t2 - t3| - теперь можно найти t3, раскрыв скобки в левой части и модуль в правой:
0,5t3 - 0,5t1 = 0,25t2 - 0,25t3
0,5t3 + 0,25t3 = 0,25t2 + 0,5t1
t3*(0,5 + 0,25) = 0,25t2 + 0,5t1
t3 = (0,25t2 + 0,5t1)/(0,5 + 0,25) = (0,25*70 + 0,5*25)/0,75 = (17,5 + 12,5)/0,75 = 30/0,75 = 30*100/75 = 6*100/15 = 2*100/5 = 200/5 = 40 °С
ответ: 40 °С. А)