ينحرف الخيط المعلق بحمله بزاوية α واتركها. في أي زاوية β هل سينحرف الخيط مع الحمل إذا تأخر أثناء حركته بواسطة دبوس يوضع على العمودي في منتصف طول الخيط؟
إجابه
β = arccos (2cos α -1).
1. يُلقى جسم رأسيًا لأعلى بسرعة الخامس 0 = 16 م / ث. في أي ارتفاع حهل الطاقة الحركية للجسم مساوية لطاقته الكامنة؟
2. ما السرعة الأولية التي يجب أن تُرمى بها الكرة من ارتفاع ححتى يقفز إلى الارتفاع 2 ح؟ التأثير مرن. تجاهل مقاومة الهواء.
إجابه
1. ح≈ 6.5 م.
من أعلى برج ح= 25 م يتم رمي الحجر أفقياً بسرعة الخامس 0 = 15 م / ث. أوجد الحركية ( ك) والإمكانات ( يو) طاقة الحجر بعد ثانية واحدة من بدء الحركة. كتلة من الحجر م= 0.2 كجم. تجاهل مقاومة الهواء.
إجابه
ك= 32.2 جول ؛ يو= 39.4 ج.
حدد مقدار الطاقة الحركية كجسم كتلته ١ كجم مطروحًا أفقيًا بسرعة ٢٠ م / ث في نهاية الثانية الرابعة من حركته. قبول ز\ u003d 10 م / ث 2.
إجابه
ك= 1000 ج.
طول حبل موحد مرن إلتقع على طاولة أفقية ناعمة. يقع أحد طرفي الحبل عند حافة الطاولة. في مرحلة ما ، من دفعة صغيرة ، بدأ الحبل في التحرك ، وانزلق باستمرار من على الطاولة. كيف تعتمد تسارع الحبل وسرعته على الطول Xقطعة منها تتدلى من المنضدة؟ كم ستكون سرعة الحبل عندما ينزلق عن الطاولة؟
إجابه
أ = xg/إل; ; .
طول الحبل إلمرت فوق الدبوس. في اللحظة الأولى ، كانت طرفي الحبل على نفس المستوى. بعد دفعة طفيفة ، بدأ الحبل في التحرك. تحديد السرعة الخامسحبل في الوقت الذي ينزلق فيه من الدبوس. تجاهل الاحتكاك.
إجابه
متزلج يتسارع إلى السرعة الخامس= 27 كم / ساعة ، يدخل جبل جليدي. إلى أي ارتفاع حمن المستوى الأولي ، سيدخل متزلج سريعًا في حالة ارتفاع الجبل ح= 0.5 م لكل منهما س\ u003d 10 م أفقياً ومعامل احتكاك الزلاجات على الجليد ك = 0,02?
إجابه
ح≈ 2 م.
كتلة الجسم م= 1.5 كجم رُمي رأسياً لأعلى من ارتفاع ح= 4.9 م مع السرعة الخامس 0 = 6 م / ث ، سقط على الأرض بسرعة الخامس= 5 م / ث. تحديد عمل قوى مقاومة الهواء.
إجابه
أ≈ -80.2 ج.
سقط حجر كتلته 50 جم ، تم إلقاؤه بزاوية مع الأفق من ارتفاع 20 م فوق سطح الأرض بسرعة 18 م / ث ، على الأرض بسرعة 24 م / ث. ابحث عن عمل للتغلب على قوى مقاومة الهواء.
إجابه
أ≈ 3.5 ج.
كتلة الطائرات م= 10 3 كجم ذباب أفقي على ارتفاع ح= 1200 م مع السرعة الخامس 1 = 50 م / ث. ثم يتم إيقاف تشغيل المحرك ، وتذهب الطائرة في رحلة مزلقة وتصل إلى الأرض بسرعة الخامس 2 = 25 م / ث. أوجد متوسط قوة مقاومة الهواء أثناء الهبوط ، بافتراض أن طول الهبوط ٨ كيلومترات.
إجابه
Fراجع ≈ 1570 ن.
كتلة الجسم م\ u003d 1 كجم يتحرك على طول الطاولة ، مع وجود سرعة عند نقطة البداية الخامس 0 = 2 م / ث. الوصول إلى حافة الطاولة ارتفاعها ح= 1 م ، يسقط الجسم. معامل احتكاك الجسم على المنضدة ك= 0.1. حدد مقدار الحرارة المنبعثة أثناء تأثير غير مرن على الأرض. المسار الذي سلكه الجسم على الطاولة س= 2 م.
إجابه
س≈ 9.8 ج.
يتم خفض الحمل المرتبط بنابض عمودي ببطء إلى وضع التوازن ، ويتم شد الزنبرك بطول X 0. ما مقدار تمدد الزنبرك إذا سمح لنفس الوزن بالسقوط بحرية من وضع لا يتم فيه شد الزنبرك؟ أي السرعة القصوى الخامسماكس سوف تصل الحمولة؟ ما هي طبيعة حركة البضائع؟ وزن الحمولة م. تجاهل كتلة الربيع.
إجابه
2x 0 ؛ ؛ الطبيعة التذبذبية لحركة الحمولة.
السقوط من علو ح\ u003d 1.2 متر ، يتم دفع الكومة بحمولة ، والتي ، من التأثير ، تذهب إلى الأرض من أجل س\ u003d 2 سم تحديد متوسط قوة التأثير Fالأربعاء ومدته τ إذا كان وزن الحمولة م= 5 · 10 2 كجم ، كتلة الكومة أقل بكثير من كتلة الحمولة.
إجابه
Fراجع ≈ 3 10 5 شمالاً ؛ τ ≈ 8 10 -3 ثانية.
من قمة جبل ح= 2 م والقاعدة ب= 5 م الأوراق المزلجة ، والتي تتوقف بعد ذلك بعد اجتياز المسار الأفقي ل= 35 م من قاعدة الجبل. أوجد معامل الاحتكاك.
إجابه
ك = 0,05.
كتلة الكرة الفولاذية م= 20 جم هبوطًا من ارتفاع ح 1 = 1 متر على لوح فولاذي ، يرتد عنها إلى ارتفاع ح 2 \ u003d 81 سم ابحث عن: أ) نبضة القوة المؤثرة على اللوحة أثناء الاصطدام ؛ ب) كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاصطدام.
إجابه
لكن) ص= 0.17 نيوتن ؛
ب) س= 3.7 10 -2 ج.
تبدأ الكرة الخفيفة في السقوط بحرية ، وبعد أن طارت مسافة ل، تصطدم بمرونة مع صفيحة ثقيلة تتحرك بسرعة ش. إلى أي ارتفاع حهل سترتد الكرة بعد اصابتها؟
إجابه
بالون، التي تمسك بحبل ، ارتفعت إلى ارتفاع معين. كيف تغيرت الطاقة الكامنة لنظام الكرة والهواء والأرض؟
إجابه
انخفضت الطاقة الكامنة لنظام الكرة - الهواء - الأرض ، لأنه عندما ترتفع الكرة ، يتم استبدال الحجم الذي تشغله الكرة بالهواء ، الذي له كتلة ، ب حولأكبر من الكرة.
قرص الهوكي لديه السرعة الأولية الخامس 0 = 5 م / ث ، يتم الانزلاق قبل الاصطدام بجانب الموقع س= 10 م ، يُفترض أن التأثير مرن تمامًا ، معامل الاحتكاك للقرص على الجليد ك= 0.1 ، تم إهمال مقاومة الهواء. تحديد المسار لسوف يمر القرص بعد التأثير.
إجابه
ل≈ 2.7 م.
ينزلق الجسم مرتين دون احتكاك من إسفين مستلق على مستوى أفقي: في المرة الأولى التي يتم فيها تثبيت المشبك ؛ في المرة الثانية يمكن أن ينزلق الإسفين بدون احتكاك. هل ستكون سرعة الجسم في نهاية الانزلاق عن الإسفين هي نفسها في كلتا الحالتين إذا انزلق الجسم من نفس الارتفاع في المرتين؟
إجابه
سرعة الجسم في الحالة الأولى أكبر من الثانية.
لماذا يصعب القفز إلى الشاطئ من قارب خفيف يقف بالقرب من الشاطئ ، ويسهل القيام به من باخرة تقع على نفس المسافة من الشاطئ؟
إجابه
عند القفز من باخرة ، يقوم الشخص بعمل أقل مما هو عليه عند القفز من قارب.
متزلج الشامل م\ u003d 70 كجم ، يقف على زلاجات على الجليد ، يرمي حجرًا في اتجاه أفقي بكتلة م= 3 كيلو مع السرعة الخامس= 8 م / ث بالنسبة إلى الأرض. اكتشف إلى أي مدى سالمتزلج سوف يتراجع إذا كان معامل احتكاك الزلاجات على الجليد ك = 0,02.
إجابه
س≈ 0.29 م.
رجل يقف على عربة ثابتة ويلقي أفقيًا بحجر بكتلة م= 8 كيلو مع السرعة الخامس 1 = 5 م / ث بالنسبة إلى الأرض. حدد نوع العمل الذي يقوم به الشخص في هذه الحالة ، إذا كانت كتلة العربة مع الشخص م= 160 كجم تحليل اعتماد العمل على الكتلة م. تجاهل الاحتكاك.
إجابه
أ≈ 105 ج.
بندقية جماعية م= 3 كجم معلقة أفقيًا على خيطين متوازيين. عندما أطلقت نتيجة الارتداد ، انحرفت لأعلى ح= 19.6 سم.
وزن الرصاصة م= 10 جرام أوجد السرعة الخامس 1 التي أطلقت منها الرصاصة.
إجابه
الخامس 1 ≈ 590 م / ث.
رصاصة تسير أفقيًا بسرعة الخامس\ u003d 40 م / ث ، يضرب شريطًا معلقًا على خيط بطول ل= 4 م ويعلق فيه. تحديد الزاوية α ، التي ينحرف بها الشريط إذا كانت كتلة الرصاصة م 1 \ u003d 20 جم وشريط م 2 = 5 كجم.
إجابه
α ≈ 15º.
تضرب الرصاصة التي تطير أفقيًا كرة معلقة من قضيب صلب خفيف جدًا وتعلق بها. وزن الرصاص في ن= 1000 مرة أقل من كتلة الكرة. المسافة من نقطة تعليق القضيب إلى مركز الكرة ل= 1 م أوجد سرعة الرصاصة الخامس، إذا عُرف أن العصا ذات الكرة انحرفت عن تأثير الرصاصة بزاوية α = 10 درجة.
إجابه
الخامس≈ 550 م / ث.
كتلة رصاصة م 1 = 10 جم ، تطير أفقيًا بسرعة الخامس 1 \ u003d 600 م / ث ، اصطدم بكتلة خشبية معلقة بحرية على خيط طويل بكتلة م 2 = 0.5 كيلوغرام وعلقوا فيه ، تعمقوا فيه س= 10 سم أوجد القوة Fبمقاومة الشجرة لحركة الرصاصة. إلى أي عمق س 1 سوف تدخل رصاصة إذا تم إصلاح نفس الكتلة.
إجابه
Fج ≈ 1.8 10 4 N ؛ س 1 10.2 سم.
في كرة ثابتة مع الكتلة م\ u003d 1 كجم ، معلق على قضيب صلب طويل ، مثبت في تعليق على مفصلة ، رصاصة من الكتلة م= 0.01 كجم. الزاوية بين اتجاه طيران الرصاصة وخط القضيب تساوي α = 45 درجة. لكمة مركز. بعد الاصطدام ، تعلق الرصاصة في الكرة وتنحرف الكرة ، مع الرصاصة ، وترتفع إلى ارتفاع ح= 0.12 م بالنسبة للموضع الأولي. البحث عن سرعة الرصاصة الخامس. تجاهل كتلة القضيب.
إجابه
الخامس≈ 219 م / ث.
البندول هو قضيب مستقيم رفيع الطول ل= 1.5 م ، وفي نهايتها توجد كرة فولاذية كتلتها م= 1 كجم. يتم ضرب الكرة من قبل أحدهم يطير أفقيًا بسرعة الخامس= 50 م / ث كتلة الكرة الفولاذية م= 20 جم تحديد زاوية الانحراف الأقصى للبندول ، مع الأخذ في الاعتبار أن التأثير مرن ومركز. تجاهل كتلة القضيب.
إجابه
α 30º.
يتم تعليق وزنين من كتل غير متساوية على خيط يتم إلقاؤه فوق كتلة م 1 و م 2. أوجد عجلة مركز كتلة هذا النظام. قم بحل المشكلة بطريقتين ، بتطبيق: 1) قانون الحفاظ على الطاقة و 2) قانون حركة مركز الكتلة. تجاهل كتل الكتلة والخيط.
إجابه
.
كتلة المطرقة م= 1.5 طن تضرب سبيكة ساخنة ملقاة على سندان وتشوهها. كتلة السندان مع الفراغ م\ u003d 20 طن تحديد الكفاءة η عند ضربها بمطرقة ، على افتراض أن الضربة غير مرنة. اعتبر العمل المنجز أثناء تشوه الفراغ مفيدًا.
إجابه
η ≈ 93 %.
كتلة الجسم م 1 يضرب بشكل غير مرن في حالة راحة مع كتلة م 2. ابحث عن حصة فالطاقة الحركية المفقودة في هذه العملية.
إجابه
ف = م 2 /(م 1 +م 2).
على الحافة الأمامية للمنصة متتحرك أفقيًا بدون احتكاك بسرعة الخامس، من ارتفاع صغير شريط قصير بكتلة م. ما هو الحد الأدنى لطول المنصة للن تسقط الكتلة منه إذا كان معامل الاحتكاك بين الكتلة والمنصة ك. كم الحرارة سسوف تبرز.
إجابه
; 
.
كتلة الجسم م= 1 كجم ، ملقاة على منصة أفقية طويلة لعربة في حالة راحة ، قم بالإبلاغ عن السرعة الخامس= 10 م / ث. معامل احتكاك الجسم على المنصة ك= 0.2. ما المسافة التي ستقطعها العربة في الوقت الذي يتوقف فيه الجسد عليها؟ ما مقدار الحرارة التي سيتم إطلاقها عندما يتحرك الجسم على طول المنصة؟ تتدحرج العربة على القضبان بدون احتكاك ، كتلتها تساوي م= 100 كجم.
إجابه
س≈ 0.25 م ؛ س≈ 50 ج.
كتلتان م 1 = 10 كجم و م 2 = 15 كجم معلقة على خيوط طويلة ل= 2 م بحيث يلمسان بعضهما البعض. تم رفض الحمل الأصغر بزاوية α = 60 درجة وإطلاقها. إلى أي ارتفاع سيرتفع كل من الأوزان بعد التأثير؟ من المفترض أن يكون تأثير الأحمال غير مرن. ما مقدار الحرارة المنبعثة في هذه الحالة؟
إجابه
ح≈ 0.16 م ؛ س≈ 58.8 ج.
تتحرك الكرة بين جدارين متوازيين عموديين ثقيلين للغاية ، وتصطدم بهما وفقًا لقانون التأثير المرن تمامًا. أحد الجدران ثابت ، والآخر يبتعد عنه بسرعة أفقية ثابتة شس = 0.5 م / ث. حدد عدد الاصطدامات والسرعة النهائية الخامس x للكرة ، إذا كانت تساوي قبل الاصطدام الأول بالجدار الخامس 0x = 19.5 م / ث.
إجابه
عدد الاصطدامات ن = 19; الخامسس = 0.5 م / ث.
يتم تعليق كرتين على خيوط متوازية من نفس الطول بحيث تكون على اتصال. كتل من الكرات م 1 = 0.2 كجم و م 2 \ u003d 100 جم. تنحرف الكرة الأولى بحيث يرتفع مركز جاذبيتها إلى ارتفاع ح= 4.5 سم ، واتركها. إلى أي ارتفاع سترتفع الكرات بعد الاصطدام ، إذا كان التأثير: أ) مرنًا ؛ ب) غير مرن؟
إجابه
لكن) ح 1 \ u003d 5 10 -3 م ، ح 2 = 0.08 م ؛
ب) ح= 0.02 م.
كم مرة ستنخفض سرعة ذرة الهيليوم بعد اصطدام مرن مركزي مع ذرة هيدروجين ثابتة كتلتها أربع مرات أقل من كتلة ذرة الهيليوم؟
إجابه
ن = 5/3.
تصطدم كرة مستلقية على سطح أفقي أملس بكرة أخرى من نفس نصف القطر تتحرك أفقيًا. يحدث تأثير مركزي مرن بين الكرات. ارسم اعتماد حصة الطاقة المنقولة على نسبة كتل الكرات α =م 1 /م 2 .
إجابه
.
للحصول على نيوترونات بطيئة ، يتم تمريرها من خلال مواد تحتوي على الهيدروجين (على سبيل المثال ، البارافين). أوجد الجزء الأكبر من طاقته الحركية لنيوترون كتلته م 0 يمكن أن ينقل: أ) بروتون (كتلة م 0)؛ ب) نواة ذرة الرصاص (الكتلة م = 207 م 0). يتوافق الجزء الأكبر من الطاقة المنقولة مع التأثير المركزي المرن.
إجابه
أ) 100٪ ، مع التصادم المرن للجسيمات من نفس الكتلة ، يحدث تبادل للسرعات ؛
كرتان مرنتان تمامًا بهما كتل م 1 و م 2 تتحرك على نفس الخط المستقيم بسرعات الخامس 1 و الخامس 2. أثناء التصادم ، تبدأ الكرات في التشوه ويتم تحويل جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة محتملة للتشوه. ثم ينخفض التشوه ، وتتحول الطاقة الكامنة المخزنة مرة أخرى إلى طاقة حركية. أوجد قيمة الطاقة القصوى الكامنة للتشوه.
إجابه
.
جسم انسيابي صغير ذو كثافة ρ 1 يسقط في الهواء من ارتفاع حعلى سطح سائل كثيف ρ 2 و ρ 1 < ρ 2. تحديد العمق ح 1 غمر الجسم في السائل ، وقت الغمر روالتسارع أ. تجاهل مقاومة السوائل.
إجابه
; 
; .
على موضوع طويل لالحمل المعلق من الكتلة م. حدد الحد الأدنى للارتفاع الذي يجب رفع هذا الحمل إليه بحيث يكسر الخيط عند السقوط ، إذا كان الحمل الأدنى للكتلة م، المعلق على الخيط وكسره ، يتمدد الخيط في لحظة كسره بنسبة 1 ٪ من طوله. افترض أن قانون هوك صالح للخيط حتى الفاصل.
إجابه
حدقيقة = 0.01 مل/(2م).
حدد أقصى مدى للطائرة سمن حقنة بقطر د\ u003d 4 سم ، على المكبس الذي تضغط عليه القوة F= 30 N. كثافة السائل ρ = 1000 كجم / م 3. إهمال مقاومة الهواء سمندوب ≪ سبورش).
إجابه
س≈ 4.9 م.
قطر الاسطوانة دمملوءة بالماء وتوضع أفقيًا. بأي سرعة شيتحرك المكبس في الاسطوانة إذا أثرت عليه قوة F، وطائرة نفاثة بقطر د؟ تجاهل الاحتكاك. يتم تجاهل الجاذبية. الكثافة السائلة ρ .
إجابه
.
على حلقة سلكية أفقية ناعمة ، يمكن أن تنزلق خرزتان دون احتكاك في الكتل م 1 و م 2. في البداية ، كانت الخرزات موصولة بخيط وكان بينها نبع مضغوط. يتم حرق الخيط. بعد أن تبدأ الخرزات في التحرك ، يُزال الزنبرك. أين ستصطدم الخرزات للمرة الحادية عشرة؟ تصادم الخرز مرن تمامًا. تجاهل كتلة الربيع.
إجابه
ل 1 /ل 2 = م 2 /م 1 ، أين ل 1 و لالرقم 2 هو أطوال أقواس الحلقة من نقطة بداية الحركة إلى نقطة الاصطدام الحادي عشر.
كتلة البروتون م، تطير بسرعة الخامس 0 ، اصطدمت بذرة ثابتة من الكتلة م، وبعد ذلك بدأ يتحرك في الاتجاه المعاكس بسرعة 0.5 الخامسس ، والذرة قد انتقلت إلى حالة الإثارة. ابحث عن السرعة الخامسوالطاقة هإثارة الذرة.
إجابه
; 
.
أثناء تحلل نواة غير متحركة ، تتكون ثلاث شظايا بكتل m 1 و m 2 و m 3 بإجمالي طاقة حركية E 0. أوجد سرعات الشظايا إذا كانت اتجاهات السرعات تصنع زوايا 120 درجة مع بعضها البعض.
إجابه
;
;
;
في نظرة عامة:
تصطدم كرة أخرى مماثلة بكرة ثابتة ليست على طول خط المنتصف. في أي زاوية α هل ستتبدد الكرات إذا كانت مرنة تمامًا وناعمة تمامًا؟
إجابه
α = 90º.
كرتان لكنو فيمع كتل غير معروفة مختلفة تصطدم بمرونة مع بعضها البعض. كرة لكنقبل الاصطدام كان في راحة والكرة فيتتحرك بسرعة الخامس. بعد ضرب الكرة فيالسرعة المكتسبة 0.5 الخامسوبدأت تتحرك بزوايا قائمة في اتجاه حركتها الأصلية. حدد اتجاه الكرة لكنوسرعته الخامسأ بعد الاصطدام.
إجابه
الخامسأ = 0.66 الخامس.
عندما قصفت بالهيليوم α - الجسيمات بالطاقة ه 0 الجسيم الساقط ينحرف بزاوية φ = 60 درجة بالنسبة لاتجاه حركتها قبل الاصطدام. بافتراض أن التأثير مرن تمامًا ، حدد الطاقات α -حبيبات دبليوα والنواة دبليوانه بعد الاصطدام. طاقة الحركة الحرارية لذرات الهليوم أقل بكثير ه 0 .
إجابه
دبليوα = 1/4 ه 0 ; دبليوهو = 3/4 ه 0 .
تصطدم كرة ناعمة من الرصاص الناعم بكرة مماثلة ، والتي تكون في حالة سكون في البداية. بعد الاصطدام ، تطير الكرة الثانية بزاوية α باتجاه سرعة الكرة الأولى قبل الاصطدام. تحديد الزاوية β ، والتي تحتها الكرات تتباعد عن بعضها البعض بعد الاصطدام. أي جزء من الطاقة الحركية تيسوف تتحول إلى حرارة عند الاصطدام س?
إجابه
β = arctg (2tg α ); س/تي= ½ cos 2 α .
كتلة الكرة م، تتحرك بسرعة الخامس، يضرب الكرة أثناء السكون بكتلة م/ 2 وبعد التأثير المرن يستمر في التحرك بزاوية α = 30 درجة لاتجاه حركتها الأصلية. أوجد سرعة الكرات بعد الاصطدام.
الطاقة والزخم هما أهم مفاهيم الفيزياء. اتضح أن قوانين الحفظ تلعب دورًا مهمًا في الطبيعة بشكل عام. البحث عن الكميات المحفوظة والقوانين التي يمكن الحصول عليها منها هو موضوع بحث في العديد من فروع الفيزياء. دعونا نشتق هذه القوانين بأبسط طريقة من قانون نيوتن الثاني.
قانون الحفاظ على الزخم.نبض، أو مقدار الحركةصيعرف بأنه منتج الكتلة منقطة ماديةللسرعة الخامس: ص= مالخامس. قانون نيوتن الثاني ، باستخدام تعريف الزخم ، مكتوب كـ
= دص= F, (1.3.1)
هنا Fهي نتيجة القوى المطبقة على الجسم.
نظام مغلقيسمى نظامًا يكون فيه مجموع القوى الخارجية المؤثرة على الجسم مساويًا للصفر:
F= å Fأنا= 0 . (1.3.2)
ثم التغيير في زخم الجسم في نظام مغلق وفقًا لقانون نيوتن الثاني (1.3.1) ، (1.3.2) هو
دص= 0 . (1.3.3)
في هذه الحالة ، يبقى زخم نظام الجسيمات قيمة ثابتة:
ص= å صأنا= ثابت. (1.3.4)
هذا التعبير قانون الحفاظ على الزخم، والتي تتم صياغتها على النحو التالي: عندما يكون مجموع القوى الخارجية المؤثرة على جسم أو نظام من الأجسام مساويًا للصفر ، يكون زخم الجسم أو نظام الأجسام قيمة ثابتة.
قانون الحفاظ على الطاقة.في الحياة اليومية ، من خلال مفهوم "العمل" نفهم أي عمل مفيد لشخص ما. في الفيزياء يتم دراستها عمل ميكانيكي، والذي يحدث فقط عندما يتحرك الجسم تحت تأثير القوة. يتم تعريف العمل الميكانيكي ∆A على أنه المنتج القياسي للقوة Fتطبق على الجسم ، وإزاحة الجسم Δ صنتيجة لهذه القوة:
أ أ= (F, Δ ص) = Fأ صكوسلفا. (1.3.5)
في الصيغة (1.3.5) ، يتم تحديد علامة العمل بعلامة cos α.
الرغبة في تحريك الخزانة نضغط عليها بقوة ولكن إذا لم تتحرك في نفس الوقت فحينئذٍ عمل ميكانيكينحن لا نفعل. يمكن للمرء أن يتخيل الحالة عندما يتحرك الجسم دون مشاركة القوى (عن طريق القصور الذاتي) ،
في هذه الحالة لا يتم عمل أي عمل ميكانيكي أيضًا. إذا كان بإمكان نظام الهيئات القيام بعمل ما ، فإنه يمتلك طاقة.
الطاقة هي واحدة من أهم المفاهيم ليس فقط في الميكانيكا ، ولكن أيضًا في مجالات الفيزياء الأخرى: الديناميكا الحرارية والفيزياء الجزيئية والكهرباء والبصريات والفيزياء الذرية والنووية والفيزياء الجزيئية.
في أي نظام ينتمي إلى العالم المادي ، يتم حفظ الطاقة في أي عملية. فقط الشكل الذي يتم تمريره إليه يمكن أن يتغير. على سبيل المثال ، عندما تصطدم رصاصة بقطعة من الطوب ، يتم تحويل جزء من الطاقة الحركية (علاوة على ذلك ، المزيد) إلى حرارة. والسبب في ذلك هو وجود قوة احتكاك بين الرصاصة والطوب ، حيث تتحرك فيه بقوة احتكاك كبير. عندما يدور دوار التوربين ، تتحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ، وفي نفس الوقت يظهر تيار في دائرة مغلقة. تنطلق الطاقة أثناء الاحتراق وقود كيميائي، بمعنى آخر. يتم تحويل طاقة الروابط الجزيئية إلى طاقة حرارية. إن طبيعة الطاقة الكيميائية هي طاقة الروابط بين الجزيئات وبين الذرية ، والتي تمثل بشكل أساسي الطاقة الجزيئية أو الذرية.
الطاقة هي كمية قياسية تميز قدرة الجسم على القيام بعمل:
E2-E1 = A. (1.3.6)
عندما يتم تنفيذ عمل ميكانيكي ، تتغير طاقة الجسم من شكل إلى آخر. يمكن أن تكون طاقة الجسم على شكل طاقة حركية أو طاقة كامنة.
طاقة حركة ميكانيكية
دبليوذوي القربى =.
مسمى الطاقة الحركيةحركة الجسم إلى الأمام. يتم قياس العمل والطاقة في نظام الوحدات الدولي SI بالجول (J).
يمكن تحديد الطاقة ليس فقط من خلال حركة الأجسام ، ولكن أيضًا من خلال الترتيب المتبادلوالشكل. هذه الطاقة تسمى القدره.
يتم امتلاك الطاقة الكامنة بالنسبة لبعضها البعض بواسطة حملين متصلين بنابض ، أو بجسم يقع على ارتفاع معين فوق الأرض. يشير هذا المثال الأخير إلى طاقة الجاذبية الكامنة عندما يتحرك الجسم من ارتفاع فوق الأرض إلى ارتفاع آخر. يتم حسابه وفقًا للصيغة
E ممتلئ \ u003d E kin + U
E kin \ u003d mv 2/2 + Jw 2/2 - الطاقة الحركية للترجمة و حركة دوارة,
U = mgh هي الطاقة الكامنة لجسم كتلته m على ارتفاع h فوق سطح الأرض.
F tr \ u003d kN - قوة الاحتكاك الانزلاقية ، N - قوة الضغط العادية ، k - معامل الاحتكاك.
في حالة التأثير خارج المركز ، قانون الحفاظ على الزخم
س ص ط= يتم كتابة const في الإسقاطات على محاور الإحداثيات.
قانون حفظ الزخم الزاوي وقانون ديناميات الحركة الدورانية
س L أنا= const هو قانون الحفاظ على الزخم الزاوي ،
L OS \ u003d Jw - الزخم الزاوي المحوري ،
L الجرم السماوي = [ rp] هو الزخم الزاوي المداري ،
dL / dt = SM ext - قانون ديناميات الحركة الدورانية ،
م= [الترددات اللاسلكية] = rFsina - لحظة القوة ، F - القوة ، الزاوية بين متجه نصف القطر والقوة.
A \ u003d òMdj - العمل أثناء الحركة الدورانية.
قسم الميكانيكا
معادلات الحركة
مهمة
مهمة. وتعطي المعادلة s = A – Bt + Ct 2 اعتماد المسار الذي يقطعه الجسم في الوقت المحدد. أوجد سرعة الجسم وتسارعه في الزمن t.
مثال على الحل
v \ u003d ds / dt \ u003d -B + 2Ct ، a \ u003d dv / dt \ u003d ds 2 / dt 2 \ u003d 2C.
خيارات
1.1 يتم إعطاء اعتماد المسار الذي يسلكه الجسم في الوقت المحدد
المعادلة s \ u003d A + Bt + Ct 2 ، حيث A \ u003d 3m ، B \ u003d 2 m / s ، C \ u003d 1 m / s 2.
أوجد السرعة في الثانية الثالثة.
2.1. يتم إعطاء اعتماد المسار الذي يسلكه الجسم في الوقت المحدد
المعادلة s \ u003d A + Bt + Ct 2 + Dt 3 ، حيث C \ u003d 0.14m / s 2 و D \ u003d 0.01 v / c 3.
بعد كم من الوقت بعد بدء الحركة ، تسارع الجسم
سوف تساوي 1 م / ث 2.
3.1. العجلة ، التي تدور بشكل منتظم متسارع ، قد وصلت إلى السرعة الزاوية
20 راديان / ثانية خلال N = 10 دورات بعد بدء الحركة. لايجاد
التسارع الزاويعجلات.
4.1 عجلة نصف قطرها 0.1 م تدور بحيث تعتمد الزاوية
ي \ u003d A + Bt + Ct 3 ، حيث B \ u003d 2 rad / s و C \ u003d 1 rad / s 3. للحصول على نقاط الكذب
على حافة العجلة ، ابحث بعد ثانيتين بعد بدء الحركة:
1) السرعة الزاوية ، 2) السرعة الخطية ، 3) الزاوية
4) تسارع مماسي.
5.1- عجلة نصف قطرها 5 سم تدور بحيث تعتمد الزاوية
يتم إعطاء دوران نصف قطر العجلة مقابل الوقت بواسطة المعادلة
ي \ u003d A + Bt + Ct 2 + Dt 3 ، حيث D \ u003d 1 rad / s 3. البحث عن نقاط الكذب
على حافة العجلة ، والتغير في التسارع العرضي ل
كل ثانية من الحركة.
6.1 عجلة نصف قطرها 10 سم تدور بحيث تبعية
السرعة الخطية للنقاط الواقعة على حافة العجلة من
يتم إعطاء الوقت بواسطة المعادلة v \ u003d عند + Bt 2 ، حيث A \ u003d 3 سم / ثانية 2 و
ب \ u003d 1 سم / ث 3. أوجد الزاوية المتكونة من متجه الكامل
التسارع بنصف قطر العجلة في الوقت t = 5s بعد
بداية الحركة.
7.1.تدور العجلة بحيث تعتمد على زاوية دوران نصف القطر
يتم إعطاء العجلة مقابل الوقت بواسطة المعادلة j = A + Bt + Ct 2 + Dt 3 ، حيث
B \ u003d 1 rad / s ، C \ u003d 1 rad / s 2 ، D \ u003d 1 rad / s 3. أوجد نصف قطر العجلة ،
إذا كان معروفًا أنه بنهاية الثانية الثانية من الحركة
التسارع الطبيعي للنقاط الواقعة على حافة العجلة هو
و n \ u003d 346 م / ث 2.
8.1. يتغير متجه نصف القطر لنقطة مادية بمرور الوقت وفقًا لـ
قانون ص= ر 3 أنا+ T2 ي.حدد اللحظة الزمنية t = 1 s:
وحدة السرعة ووحدة التسارع.
9.1 يتغير متجه نصف القطر لنقطة مادية بمرور الوقت وفقًا لـ
قانون ص= 4 ت 2 أنا+ 3 ت ي+2ل.اكتب تعبيرا لمتجه
السرعة والتسارع. حدد الزمن t = 2 s
وحدة السرعة.
10.1 تتحرك نقطة في المستوى xy من موقع ذي إحداثيات
س 1 = ص 1 = 0 بالسرعة الخامس= أ أنا+ بكس ي. تعريف المعادلة
مسار النقطة y (x) وشكل المسار.
لحظة من الجمود
المسافة L / 3 من بداية القضيب.
مثال على الحل.
M - كتلة القضيب J = J st + J gr
L - طول القضيب J st1 \ u003d mL 2/12 - لحظة قضيب من القصور الذاتي
2 م هو وزن الوزن بالنسبة لمركزها. حسب النظرية
شتاينر يجد لحظة القصور الذاتي
J =؟ قضيب بالنسبة للمحور o ، متباعدًا عن المركز بمسافة أ = L / 2 - L / 3 = L / 6.
J st \ u003d mL 2/12 + m (L / 6) 2 \ u003d مل 2/9.
على أساس مبدأ التراكب
J \ u003d مل 2/9 + 2 م (2 لتر / 3) 2 \ u003d مل 2.
خيارات
1.2 حدد عزم القصور الذاتي لقضيب كتلته 2 م بالنسبة لمحور متباعد عن بداية القضيب بمسافة L / 4. في نهاية القضيب ، الكتلة المركزة م.
2.2 تحديد عزم القصور الذاتي للقضيب مع الكتلة m بالنسبة لـ
تباعد المحور من بداية القضيب على مسافة L / 5. في نهايةالمطاف
يتركز قضيب الكتلة 2 م.
3.2 أوجد عزم القصور الذاتي لقضيب كتلته 2 م حول محور متباعد عن بداية القضيب بمسافة L / 6. في نهاية القضيب ، الكتلة المركزة م.
4.2 أوجد عزم القصور الذاتي لقضيب كتلته 3 أمتار حول محور متباعد عن بداية القضيب بمسافة L / 8. الكتلة المركزة في نهاية القضيب 2 م.
5.2 حدد عزم القصور الذاتي لقضيب كتلته 2 متر حول المحور الذي يمر عبر بداية القضيب. الكتل المركزة م متصلة بنهاية ووسط القضيب.
6.2 حدد عزم القصور الذاتي لقضيب كتلته 2 متر حول المحور الذي يمر عبر بداية القضيب. كتلة مركزة 2 م متصلة بنهاية القضيب ، وكتلة مركزة 2 م متصلة بالوسط.
7.2 أوجد عزم القصور الذاتي للقضيب الذي كتلته m حول المحور ، وهو L / 4 من بداية القضيب. الكتل المركزة م متصلة بنهاية ووسط القضيب.
8.2 أوجد لحظة القصور الذاتي لحلقة رقيقة متجانسة كتلتها m ونصف قطرها r حول محور يقع في مستوى الحلقة ومتباعدة عن مركزها بمقدار r / 2.
9.2. أوجد لحظة القصور الذاتي لقرص رقيق متجانس كتلته m ونصف قطره r حول محور يقع في مستوى القرص ومتباعد عن مركزه بمقدار r / 2.
10.2. أوجد لحظة القصور الذاتي في كرة متجانسة كتلتها m ونصف قطرها
r بالنسبة للمحور المتباعد عن مركزه بمقدار r / 2.
سأبدأ مع اثنين من التعريفات ، دون معرفة أي مزيد من النظر في القضية سيكون بلا معنى.
تسمى المقاومة التي يبذلها الجسم عند محاولته تحريكه أو تغيير سرعته التعطيل.
مقياس القصور الذاتي - وزن.
وبالتالي ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
- كلما زادت كتلة الجسم ، زادت مقاومته للقوى التي تحاول إخراجه من السكون.
- كلما زادت كتلة الجسم ، زادت مقاومته للقوى التي تحاول تغيير سرعته إذا كان الجسم يتحرك بشكل موحد.
بإيجاز ، يمكننا القول أن القصور الذاتي للجسم يصد محاولات إعطاء الجسم التسارع. والكتلة بمثابة مؤشر على مستوى القصور الذاتي. فكلما زادت الكتلة ، يجب زيادة القوة للتأثير على الجسم لإعطائه التسارع.
نظام مغلق (معزول)- نظام الهيئات التي لا تتأثر بجهات أخرى غير مشمولة في هذا النظام. تتفاعل الأجسام في مثل هذا النظام مع بعضها البعض فقط.
إذا لم يتم استيفاء أحد الشرطين المذكورين أعلاه على الأقل ، فلا يمكن استدعاء النظام مغلقًا. يجب ألا يكون هناك نظام يتكون من نقطتي مادية بسرعات وعلى التوالي. تخيل أنه كان هناك تفاعل بين النقاط ، ونتيجة لذلك تغيرت سرعات النقاط. قم بالإشارة إلى هذه السرعات وزياداتها خلال وقت التفاعل بين النقطتين. سنفترض أن الزيادات لها اتجاهات معاكسة ومرتبطة بالعلاقة 
. نعلم أن المعامِلات لا تعتمد على طبيعة تفاعل النقاط المادية - وهذا ما تؤكده تجارب عديدة. معاملات وخصائص النقاط نفسها. تسمى هذه المعاملات الجماهير (كتل بالقصور الذاتي). يمكن وصف العلاقة المعطاة لزيادة السرعات والكتل على النحو التالي.
نسبة كتل نقطتي مادية تساوي نسبة زيادات سرعات هذه النقاط المادية نتيجة التفاعل بينهما.
يمكن تقديم العلاقة أعلاه في شكل آخر. دعونا نشير إلى سرعات الأجسام قبل التفاعل على التوالي ، وبعد التفاعل - و. في هذه الحالة ، يمكن تمثيل زيادات السرعة في هذا النموذج - و. لذلك ، يمكن كتابة النسبة كـ -.
النبضة (مقدار الطاقة في نقطة مادية)متجه يساوي حاصل ضرب كتلة نقطة مادية ومتجه سرعتها -
اندفاع النظام (مقدار حركة نظام النقاط المادية)هو مجموع متجه لنبضات النقاط المادية التي يتكون منها هذا النظام -.
يمكن استنتاج أنه في حالة النظام المغلق ، يجب أن يظل الزخم قبل وبعد تفاعل النقاط المادية كما هو - وأين و. من الممكن صياغة قانون الحفاظ على الزخم.
يظل زخم النظام المعزول ثابتًا بمرور الوقت ، بغض النظر عن التفاعل بينهما.
التعريف المطلوب:
القوات المحافظة - القوى ، التي لا يعتمد عملها على المسار ، ولكن يرجع فقط إلى الإحداثيات الأولية والنهائية للنقطة.
صياغة قانون حفظ الطاقة:
في نظام تعمل فيه القوى المحافظة فقط ، تظل الطاقة الإجمالية للنظام دون تغيير. من الممكن فقط تحويل الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية والعكس صحيح.
الطاقة الكامنة لنقطة ما هي دالة لإحداثيات هذه النقطة فقط. أولئك. تعتمد الطاقة الكامنة على موضع النقطة في النظام. وبالتالي ، يمكن تعريف القوى المؤثرة على نقطة ما على النحو التالي: يمكن تعريفها على أنها:. هي الطاقة الكامنة لنقطة مادية. 
اضرب كلا الطرفين في لتحصل على 
. نحن نتحول ونحصل على تعبير يثبت قانون الحفاظ على الطاقة
. 
التصادمات المرنة وغير المرنة
تأثير غير مرن على الإطلاق - اصطدام جسدين نتيجة اتصالهما ثم التحرك كجسم واحد.
كرتان وتجربة هدية غير مرنة تمامًا مع بعضهما البعض. وفقا لقانون حفظ الزخم. من هنا يمكننا التعبير عن سرعة كرتين تتحركان ككل بعد الاصطدام - 
. الطاقات الحركية قبل التأثير وبعده: 
و 
. لنجد الفرق
,
أين - انخفاض كتلة الكرات . من هذا يمكن ملاحظة أنه مع اصطدام كرتين غير مرن تمامًا ، يتم فقد الطاقة الحركية للحركة العيانية. هذه الخسارة تساوي نصف حاصل ضرب الكتلة المخفضة مضروبًا في مربع السرعة النسبية.
4.1 الكرتان م 1 و م 2 تتحركان تجاه بعضهما البعض بسرعتين V 1 و V 2 وتتصادمان بشكل غير مرن. تحديد سرعة الكرات بعد الاصطدام.
4.2 قُذف جسم كتلته 0.5 كجم لأعلى بسرعة 4 م / ث. تحديد عمل الجاذبية ، والحركية ، والجهد ، والطاقة الكلية عند رفع الجسم لأقصى ارتفاع
4.3 رصاصة كتلتها 20 جم ، تطير أفقيًا بسرعة 200 م / ث ، تصطدم بقضيب معلق بسلك طويل وتعلق فيه. كتلة العارضة 5 كجم. حدد ارتفاع الشريط بعد الاصطدام ، إذا كان الشريط يتحرك بسرعة 0.1 م / ث باتجاه الرصاصة قبل الاصطدام.
4.4 رجل يقف على عربة ثابتة ويلقي حمولة 8 كجم أفقيًا بسرعة 10 م / ث. حدد الشغل الذي يقوم به وقت الرمي ، إذا كانت كتلة العربة مع الشخص 80 كجم. على أي مسافة من الحجر الذي سقط على الأرض بعد 0.5 ثانية من الرمي ستتوقف العربة؟ إذا كان معامل الاحتكاك 0.1.
4.5 يوجد صياد وزنه 60 كجم في قارب وزنه 240 كجم. القارب يتحرك بسرعة 2 م / ث. يقفز شخص من قارب في اتجاه أفقي بسرعة 4 م / ث بالنسبة للقارب. أوجد سرعة القارب بعد قفز الشخص في الاتجاه المعاكس لحركة القارب.
4.6 تنفجر قذيفة مضادة للطائرات في الجزء العلوي من المسار إلى ثلاث شظايا. الشظايا الأولى والثانية متناثرة بزوايا قائمة مع بعضها البعض ، وسرعة القطعة الأولى بكتلة 9.4 كجم هي 60 م / ث وموجهة في نفس الاتجاه ، وسرعة الشظية الثانية بكتلة 18 كجم 40 م / ث. طار الجزء الثالث بسرعة 200 م / ث. حدد كتلة المقذوف وسرعته قبل الكسر.
4.7 في نظام مغلق ، وهو الجسم الذي فيه فقط قوى مرنة و الجاذبية. التغيير في الطاقة الكامنة هو 50 جول. ما هو العمل الذي تقوم به القوى العاملة في هذا النظام؟ تحديد التغير في الطاقة الحركية الكلية الطاقة الميكانيكيةأنظمة.
4.8 على منصة سكة حديد كتلتها 16 طنًا ، تم تثبيت مسدس كتلته 4 أطنان ، يتم توجيه برميلها بزاوية 60 درجة في الأفق. بأي سرعة طارت قذيفة كتلتها 50 كجم من البندقية إذا توقفت المنصة بعد الطلقة ، بعد أن قطعت مسافة 3 أمتار في 6 ثوانٍ؟
4.9 يُلقى جسم لأعلى بزاوية مع الأفق بسرعة V 0. أوجد سرعة هذا الجسم عند ارتفاعه h فوق الأفق. هل معامل هذه السرعة يعتمد على زاوية الرمي؟ يتم تجاهل مقاومة الهواء.
4.10. المتزلج ، الذي يقف على الجليد ، يرمي حمولة 5 كجم أفقيًا بسرعة 10 م / ث. عند أي مسافة سيتراجع المتزلج إذا كانت كتلته 65 كجم ، يكون معامل الاحتكاك 0.04.
4.11. القارب ثابت المياه الراكدة. يتحرك الشخص ، بشكل متساوٍ ، من قوس القارب إلى المؤخرة. في أي مسافة يتحرك القارب إذا كانت كتلتي الشخص والقارب 60 كجم و 120 كجم على التوالي ، وطول القارب 3 أمتار؟
4.12. ما هي السرعة الدنيا التي يجب أن يتحلى بها الجسم عند النقطة السفلية من "الحلقة الميتة" التي يبلغ نصف قطرها 8 أمتار ، حتى لا ينفصل عنها عند أعلى نقطة؟
4.13. وزن كتلته 5 جرام معلق على خيط. ينحرف الخيط بمقدار 30 درجة عن الوضع الرأسي ويتم تحريره. ما هو الشد في الخيط عندما يمر الحمل من خلال وضع التوازن؟
4.14. يقع رأس مطرقة ثقيلة كتلتها 0.6 طن على كومة كتلتها 150 كجم. ابحث عن كفاءة المهاجم ، بافتراض أن التأثير غير مرن.
4.16. يبدأ الجسم الأول في الانزلاق دون احتكاك على مستوى مائل ارتفاعه h وطول nh. وفي الوقت نفسه ، يسقط الجسم الثاني من ارتفاع h. قارن السرعات النهائية للأجسام ووقت حركتها للأرض ، إذا لم تؤخذ مقاومة الهواء في الاعتبار.
4.17. يتحرك جسم كتلته ٢ كجم باتجاه جسم ثان كتلته ١ ٫ ٥ كجم ويصطدم به بشكل غير محمر. سرعتا الأجسام قبل الاصطدام تساوي على التوالي: 1 م / ث و 2 م / ث. ما هي المدة التي تتحرك فيها الأجسام بعد الاصطدام إذا كان معامل الاحتكاك 0.05؟
4.18 يندفع لاعب جمباز في السيرك من ارتفاع 1.5 متر إلى شبكة مشدودة بإحكام. ماذا سيكون أقصى تهدل للاعب في الشبكة. إذا ، في حالة وجود لاعب جمباز مستلقي بهدوء ، فإن ترهل الشبكة هو 0.1 متر؟
4.19 رجل كتلته M يقفز بزاوية نحو الأفق: α بسرعة V 0. في الجزء العلوي من المسار ، رمى حجر م بسرعة V 1. إلى أي ارتفاع قفز الشخص؟
4.20. جسم ينزلق من أعلى كرة نصف قطرها 0.3 م. ابحث عن Ө ،
المقابلة لنقطة انفصال الجسم عن الكرة والسرعة
الجثث وقت الفراق.
علم الإحصاء. علم السوائل.
ب ج 5.1: حمولة 4 كجم معلقة على حبال. AD = 100 سم ، SD = SV =
200 سم ما هي القوى المرنة لأسلاك AD و SD؟
5.2 حمولة كتلتها 400 كجم موضوعة على مستوى مائل بطول 5 أمتار وارتفاع 3 أمتار. ما القوة 1) بالتوازي ؛ 2) يجب تطبيق عمودي على المستوى بحيث يبقى الحمل في حالة سكون ، معامل الاحتكاك هو 0.2.
5.3 شعاع طوله 10 أمتار يرتكز على دعامتين بنهايته. على مسافة 2 متر من حافة الحزمة توجد حمولة كتلتها 5 طن. حدد قوى التفاعل الرأسية للدعامات إذا كانت كتلة الحزمة 10 أطنان.
5.4. أنبوب كتلته 2100 طن وطوله 16 م يرتكز على دعامات تقع على مسافة 4 م و 2 م من نهايته. ما هي أقل قوة يجب تطبيقها لرفع الأنبوب: أ) من الحافة اليسرى ؛ ب) فوق الحافة اليمنى؟
5.5 عامل يرفع لوحًا متجانسًا كتلته 40 كجم من الأرض في أحد طرفيه بحيث يشكل اللوح زاوية 30 درجة مع الأفق. ما هي القوة التي يمارسها العامل بشكل عمودي على السبورة ، ممسكًا باللوح في هذا الوضع؟
5.6 يقع الطرف العلوي من السلم على جدار عمودي أملس ، بينما يقع الطرف السفلي على الأرض. معامل الاحتكاك 0.5. في أي زاوية ميل للأفق يكون السلم في حالة اتزان؟
5.7 قضيب متجانس كتلته 5 كجم يرتكز على جدار رأسي أملس وأرضية خشنة تشكل زاوية 60 درجة معه. لتحريك هذا القضيب ، كانت هناك حاجة إلى قوة أفقية مقدارها 20 نيوتن. حدد معامل الاحتكاك.
للمشكلة 5.7. بالمشكلة 5.8.
5.8 يتوقف الطرف السفلي للقضيب AB. تم ربط الحبل AC بالطرف العلوي لـ A ، مما يحافظ على توازن القضيب. أوجد قوة شد الحبل إذا كانت جاذبية القضيب هي R. ومن المعروف أن الزاوية ABC تساوي الزاوية BCA. قياس الزاوية CAB 90 درجة.
5.9 نصفي متجانسين من قضيب طوله 30 سم مصنوعان من الحديد والآخر من الألمنيوم. مناطق المقطع العرضي لكلا النصفين هي نفسها. أين مركز ثقل القضيب؟
5.10. في أي عمق تكون الغواصة إذا ضغط الماء على سطح فتحة الخروج بمساحة 3 10 3 سم 2 بقوة 1.2 10 6 نيوتن؟
5.11. القاعدة السفلية للأسطوانة المجوفة مغطاة بصفيحة ضوئية ومغمورة في الماء حتى عمق 37 سم. بأي قوة يضغط الماء على اللوح إذا كانت مساحته 100 سم 2. ما هو الحد الأدنى لارتفاع عمود الزيت الذي يجب سكبه في الأسطوانة حتى تسقط اللوحة؟
5.12. يُسكب الزئبق في الأوعية المتصلة ، ثم يُسكب عمود من السائل الذي تم فحصه بارتفاع 15 سم في الركبة اليمنى فوق الزئبق. المستوى العلوي من الزئبق في الركبة اليسرى أعلى بمقدار 1 سم من مستوى الزئبق في الركبة اليمنى. حدد كثافة السائل الذي تم فحصه.
5.13. يُسكب الزئبق في أنبوب على شكل حرف U ، وفوقه يُسكب الماء في إحدى ركبتيه والزيت في الركبة الأخرى. مستويات الزئبق في كلا الركبتين هي نفسها. أوجد ارتفاع عمود الماء إذا كان ارتفاع عمود الزيت 20 سم.
5.14. ما هي قوة شد الحبل عند الارتفاع المنتظم من ماء سبك رصاص حجمه 2 dm 3؟
5.15 على أحد جانبي الميزان قطعة من الفضة تزن 10.5 كجم ، وعلى الجانب الآخر قطعة من الزجاج تزن 13 كجم. أي كوب سوف يفوق وزنه عند غمر الميزان في الماء؟
5.16. كرة زنك مجوفة بحجم خارجي 200 سم 3 تطفو في الماء. نصف محملة. أوجد حجم التجويف.
5.17 يبلغ وزن قطعة من الرخام في الكيروسين 3.8 نيوتن. تحديد وزنه في الهواء. تجاهل قوة الطفو في الهواء.
5.18 المكبس الصغير للضغط الهيدروليكي بضربة واحدة ينخفض بمقدار 0.2 متر والمكبس الكبير يرتفع بمقدار 0.01 م. بأي قوة تؤثر F 2 على الجسم المثبت فيه ، إذا كانت القوة F 1 \ u003d 500N تؤثر على المكبس الصغير؟
5.19 يرفع المصعد الهيدروليكي سيارة تزن 2 · 10 3 كجم. كم عدد ضربات المكبس الصغير في دقيقة واحدة ، إذا انخفض في ضربة واحدة 25 سم؟ قوة محرك الرفع 250W ، الكفاءة - 25٪ مساحة المكبس 100 سم 2 و 2 10 3 سم 2
5.20. يتدفق السائل عبر أنبوب أفقي ذو مقطع عرضي متغير. قارن قيم سرعات وضغوط السائل على جدران الوعاء في الأقسام S 1 ، S 2 ، S 3.
6.1 ما العملية التي حدثت للغاز؟ أي معادلة
R هل هذه العملية موصوفة؟ قارن درجات الحرارة
1 2 في هذا التحول ، لا تتغير الكتلة.
6.2 قارن الأحجام في هذه العملية. برر الجواب. ف 1 القداس لا يتغير
6.3 كيف تغير ضغط وكثافة الغاز؟
V 1 برر إجابتك. الكتلة لا تتغير.
6.4 كيف وكم مرة ستتغير درجة حرارة الغاز أثناء الانتقال
P من الحالة 1 إلى الحالة 2. P 1 = 2P 2 ؛ V 2 \ u003d 3V 1.
6.5. خيارات الحالة الأولية غاز مثاليص 1 ، ف 1 ، تي 1. يتم تبريد الغاز متساوي الضغط إلى T 2 = 0.5T 1 ، ثم يتم ضغطه متساوي الحرارة إلى الضغط الأولي. ارسم رسمًا بيانيًا لهذا الانتقال في إحداثيات P-T. اكتب معادلة لكل عملية.
6.6. حدد العمليات التي يمر بها الغاز بالتتابع
خلال هذا الانتقال. يحرق قوانين الغازلكل
4 انتقالات. ارسم رسمًا بيانيًا لهذا الانتقال في إحداثيات PV.
P يشير إلى العمليات التي يمر بها الغاز بالتتابع
4 في هذا الانتقال.
3 2 اكتب قوانين الغاز لكل انتقال.
0 1 T ارسم رسمًا بيانيًا لهذا الانتقال بإحداثيات PV و VT.
6.8 كم عدد جزيئات الأكسجين الموجودة في دورق بحجم 1 سم 3 في الظروف العادية؟
6.9 عند 27 درجة مئوية وضغط 10 5 باسكال ، يوجد 2.45 10 27 جزيء هواء في الغرفة. احسب حجم الغرفة.
6.10. كرة قطرها 20 سم تحتوي على 7 جم من الهواء. إلى أي مدى يمكن تسخين هذه الكرة إذا كان أقصى ضغط يمكن أن تتحمله جدران الكرة هو 0.3 ميجا باسكال؟
6.11. الهواء في وعاء بحجم 5 لترات يكون عند درجة حرارة 27 درجة مئوية تحت ضغط 2 ميجا باسكال. ما كتلة الهواء المنبعثة من الوعاء إذا انخفض الضغط فيه إلى 1 ميجا باسكال وانخفضت درجة الحرارة إلى 17 درجة مئوية؟
6.12. أسطوانة سعتها 10 لترات تحتوي على الهيليوم عند ضغط 10 6 باسكال عند درجة حرارة 37 درجة مئوية. بعد أخذ 10 جرام من الهيليوم من البالون ، انخفضت درجة الحرارة إلى 27 درجة مئوية. أوجد ضغط الهيليوم المتبقي في الأسطوانة.
6.13. في الأوعية التي يبلغ حجمها 5 لترات و 7 لترات يوجد هواء عند ضغط 2 10 5 باسكال و 10 5 باسكال. درجة الحرارة في كلا الأوعية هي نفسها. ما هو الضغط الذي سيتم إنشاؤه إذا كانت الأوعية متصلة ببعضها البعض. لا تتغير درجة الحرارة.
6.14. الغاز المثالي تحت ضغط 2 · 10 5 Pa عند 27 درجة مئوية. بسبب التمدد متساوي الضغط ، زاد V من الغاز بمعامل 3. بعد ذلك ، يتم ضغط الغاز متساوي الحرارة إلى V الأولي. حدد الضغط ودرجة الحرارة النهائيين للغاز. ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية بالإحداثيات PV و P-T.
6.15. نيتروجين يزن 7 جرام تحت ضغط 0.1 ميجا باسكال ودرجة حرارة 290 كلفن. بسبب التسخين متساوي الضغط ، احتل النيتروجين حجم 10 لترات. تحديد حجم الغاز قبل التمدد و T للغاز بعد التمدد ، وكثافة الغاز قبل التمدد وبعده.
6.16. تحتوي الاسطوانة على كمية معينة من الغاز عند ضغط 1 ضغط جوي. مع فتح الصمام ، تم تسخين الأسطوانة ، وبعد ذلك تم إغلاق الصمام وتبريد الغاز إلى 10 درجات مئوية ، وانخفض الضغط في الأسطوانة إلى 0.7 ضغط جوي. كم درجة تبريد الأسطوانة؟
6.17. أسطوانة مساحتها 250 سم 2 تحتوي على 1 جم من النيتروجين مضغوط بواسطة مكبس عديم الوزن يزن 5 كجم. كم سيزيد V من الغاز؟ الضغط الجوي هو 1 ضغط جوي.
6.18. في أنبوب زجاجي محكم الإغلاق من أحد طرفيه ، طوله 65 سم. يوجد عمود من الهواء ، مضغوط من الأعلى بعمود من الزئبق بارتفاع 25 سم ، يصل إلى الحافة العلوية غير المختومة للأنبوب. يتم قلب الأنبوب ببطء ، ويتم سكب جزء من الزئبق. الضغط الجوي 75 مم زئبق ما ارتفاع عمود الزئبق المتبقي في الأنبوب؟
6.19. يتم غمر أنبوب أسطواني بطول L ، مغلق من أحد طرفيه ، في الماء حتى تظل نهايته المغلقة متدفقة مع سطح الماء. عندما تساوت درجات حرارة الهواء والماء في الأنبوب ، اتضح أن الماء في الأنبوب ارتفع بمقدار 2/3 لتر. حدد درجة الحرارة الأولية للهواء في الأنبوب إذا كانت درجة حرارة الماء T ، و الضغط الجويص 0.
6.20. حدد متوسط السرعةجزيئات الغاز التي تبلغ كثافتها عند ضغط 9.86 10 4 باسكال 8.2 10 2 كجم / م 3. ماذا سيكون الغاز إذا أعطيت قيم الضغط والكثافة 17 درجة مئوية.
الديناميكا الحرارية.
7.1 ينتقل الغاز المثالي أحادي الذرة من الحالة 1 إلى الحالة 2.
P أوجد الشغل الذي قام به الغاز أثناء الانتقال ، التغيير
0 2 الطاقة الداخلية وكمية الحرارة المنقولة للغاز.
0 V R 1 \ u003d 10 5 Pa ، R 2 \ u003d 2 10 5 Pa ، V 1 \ u003d 1l ، V 2 \ u003d 2l ،
7.2 كان للغاز أحادي الذرة المثالي في حالته الأصلية معلمات P 1 = 10 5 Pa و V 1 = 1m 3. ثم تمدد الغاز متساوي الضغط إلى V 2 = 5m 3. أوجد الشغل الذي أنجزه الغاز أثناء الانتقال ، والتغير في الطاقة الداخلية وكمية الحرارة المنقولة إلى الغاز.
7.3. R 1 \ u003d 10 5 Pa ، R 2 \ u003d R 3 \ u003d 3 10 5 Pa ، V 1 \ u003d V 2 \ u003d 1l ،
P 2 3 V 3 \ u003d 3l.
أوجد مقدار الشغل الذي أنجزه الغاز أثناء الانتقال
الحرارة التي يمتصها الغاز في كل دورة ؛ كمية الحرارة المنبعثة من الغاز في كل دورة ؛ نجاعة.
7.4. يوجد في الاسطوانة تحت المكبس هواء Р 1 = 10 5 Pa ، V 1 = 10l. علاوة على ذلك ، تتغير حالتها على طول حلقة مغلقة:
1. V = const ، P يزيد مرتين ؛ 2. P = const ، V مضاعفة.
3.T = const ، V يزيد بمقدار مرتين ؛ 4.P = const ، يعود الهواء إلى حالته الأصلية.
ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية بإحداثيات P-V. وضح العمليات التي يمتص فيها الهواء الحرارة ، والتي ينطلق فيها. حدد ما يساوي من التمثيل البياني عمل مفيدلكل دورة. اعتبر الهواء غازًا مثاليًا.
7.5 يكمل الغاز أحادي الذرة المثالي بكمية 1 مول دورة مغلقة تتكون من اثنين من متساوي الزوايا واثنين من خطوط متساوية الضغط. درجات الحرارة عند النقطة 1 و 3 متساوية.
T 1 \ u003d 400K ، T 2 \ u003d T 1 ، T 3 \ u003d 900K
P 2 3 وضح العمليات التي يمتص فيها الهواء الحرارة والتي ينتج عنها
أوجد الشغل الذي أنجزه الغاز في كل دورة.
7.6 يتم تسخين الهيليوم الذي يزن 400 جرام بطريقة متساوية الصدأ من 200 كيلو إلى 400 كيلو ، ثم يتم تسخينه متساوي الضغط إلى 600 كيلو. ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية بإحداثيات P-V. أوجد الشغل الذي أنجزه الغاز أثناء الانتقال ، والتغير في الطاقة الداخلية وكمية الحرارة المنقولة إلى الغاز.
7.7 R 1 \ u003d 4 10 5 Pa ، R 2 \ u003d 10 5 Pa ، V 1 \ u003d 1l ، V 2 \ u003d 2l.
P أوجد الشغل الذي قام به الغاز أثناء الانتقال ،
1 ـ التغير في الطاقة الداخلية وكمية الحرارة ،
2 ـ استلمها بالغاز.
7.8 1-2: توسع ثابت الحرارة ؛
2-3: ضغط متساوي الحرارة ؛
T 3-1: تسخين متساوي الصدمات.
ما هو الشغل الذي يقوم به الغاز في العملية الحافظة للحرارة؟
1 إذا تم إخبار الغاز أثناء التسخين متساوي الصدور
3 2 حرارة س 3-1 \ u003d 10 كيلو جول؟ ما هي كفاءة الدورة؟
V إذا أعطى الغاز أثناء الانضغاط المتساوي الحرارة Q 2-3 \ u003d 8kJ؟
7.9. ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية بإحداثيات P-V.
V تشير إلى العمليات التي يمتص فيها الهواء الحرارة ، وفي
الذي يعطي.
T أوجد الشغل الذي قام به الغاز أثناء الانتقال إذا
R 2 = 4 10 5 Pa ، R 1 = R 3 = 10 5 Pa ، V 1 = V 2 = 1l V 3 = 4l.
7.10. كتلة الغاز المثالي - الهليوم يساوي 40 جم عند T = 300K يتم تبريده عند V = const بحيث ينخفض P بمقدار 3 مرات. ثم يتمدد الغاز عند P = const بحيث يصبح T مساويًا للأصل. أوجد الشغل الذي أنجزه الغاز أثناء الانتقال ، والتغير في الطاقة الداخلية وكمية الحرارة المنقولة إلى الغاز.
7.11. أثناء التسخين متساوي الضغط لبعض الغاز المثالي بكمية 2 مول لكل 90 كلفن ، تم نقل 2.1 كيلو جول من الحرارة إليه. . أوجد الشغل الذي يقوم به الغاز أثناء الانتقال ، التغير في الطاقة الداخلية.
7.12. الغاز أحادي الذرة المثالي بحجم 1 لتر تحت ضغط 1 ميجا باسكال. حدد مقدار الحرارة التي يجب نقلها إلى الغاز من أجل:
1) V زيادة بمقدار 2 مرات نتيجة لعملية متساوي الضغط ؛
2) زيادة الفوسفور بمقدار 2 مرات نتيجة لعملية التماثل الصدري.
7.13. عمل تمدد لبعض الغازات الأحادية هو 2 كيلو جول. حدد مقدار الحرارة الضروري لإبلاغ الغاز بالتغير في الطاقة الداخلية إذا استمرت العملية: متساوي الضغط ، ثابت الحرارة.
7.14. تم إعطاء غاز أحادي الذرة مثالي مقدار حرارة 20 كيلو جول. ابحث عن عمل الغاز والتغير في الطاقة الداخلية إذا حدث التسخين: متساوي الضغط ، متساوي الصدور ، متساوي الحرارة.
7.15. لقد مر غاز أحادي الذرة بدورة كارنو. تلقى الغاز 5.5 كيلو جول من الحرارة من المدفأة وقام بعمل 1.1 كيلو جول. تحديد الكفاءة ، T 1 / T 2.
7.16. أكمل غاز أحادي الذرة المثالي دورة Cornot ، حيث يتم إعطاء 70٪ من كمية الحرارة المتلقاة من السخان إلى الثلاجة. كمية الحرارة الواردة من السخان 5kJ. تحديد كفاءة الدورة والعمل المنجز خلال الدورة الكاملة.
7.17. يوجد غاز أحادي الذرة مثالي بحجم 0.01 م 3 عند ضغط 0.1 ميجا باسكال ودرجة حرارة 300 كلفن. تم تسخين الغاز عند V = const to 320K ، ثم تم تسخينه عند P = const to 350K. أوجد الشغل الذي قام به الغاز أثناء الانتقال ، والتغير في الطاقة الداخلية وكمية الحرارة التي يمتصها الغاز أثناء الانتقال من الحالة 1 إلى الحالة 3. ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية في إحداثيات PV.
7.18 في أسطوانة بحجم 190 سم 3 ، تحت المكبس ، يوجد غاز بدرجة حرارة 323 كلفن. أوجد عمل تمدد الغاز عند تسخينه بمقدار 100 ك.إذا كان وزن المكبس 1200 نيوتن ، فالمساحة 50 سم 3 والضغط الجوي 100 كيلو باسكال.
7.19. تكتمل الدورة بـ 3 مولات من غاز أحادي الذرة مثالي.
R2 3 درجة حرارة الغاز في حالات مختلفة: 1- 400 كلفن ؛ 2-800 كلفن ؛
1 4 3-2400 ك ؛ 4- 1200 ك. تحديد عمل الغاز لكل دورة وكفاءتها
دورة تي. ارسم رسمًا بيانيًا لهذه العملية بإحداثيات P-V. 7.20. في البداية ، كان 1 مول من غاز أحادي الذرة في وعاء معزول بغطاء متحرك ، يحتل V 1 ، عند ضغط P 1 ودرجة حرارة 27 درجة مئوية. ثم تم تسخينه بواسطة سخان ، والذي ينقل إلى الغاز كمية حرارة 30 كيلو جول. نتيجة لذلك ، يتمدد الغاز عند P = const ، ويسخن حتى T 2 ويحتل V 2. أوجد عمل الغاز أثناء التمدد T 2، V 1 / V 2.
الحرارة.
8.1 تم وضع قطعة من الجليد في وعاء يحتوي على 10 كجم من الماء عند درجة حرارة 10 درجات مئوية عند درجة حرارة -50 درجة مئوية ، وبعد ذلك تبين أن درجة حرارة الكتلة الجليدية الناتجة تساوي -4 درجات مئوية. ما مقدار الجليد م 2 الذي تم وضعه في الوعاء؟ ارسم مخطط انتقال الحرارة بإحداثيات تي.
8.2 يجب أن يملأ الحمام الذي تبلغ سعته 100 لتر بماء = 30 درجة مئوية ، باستخدام ماء عند 80 درجة مئوية وثلج عند درجة حرارة -20 درجة مئوية. حدد كتلة الثلج التي ستوضع في الحمام. تجاهل السعة الحرارية للحمام وفقدان الحرارة. ارسم مخطط انتقال الحرارة بإحداثيات تي.
8.3 وعاء عازل للحرارة يحتوي على خليط من الماء يزن 500 جم وثلج يزن 50 جم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية. جاف بخار مشبعيزن 50 جم عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. ما هي درجة حرارة الخليط بعد تحقيق التوازن الحراري؟ ارسم مخطط انتقال الحرارة بإحداثيات تي.
8.4 يجب تسخين خليط يتكون من 5 كجم من الجليد و 15 كجم من الماء عند درجة حرارة إجمالية تبلغ 0 درجة مئوية إلى Ө = 80 درجة مئوية عن طريق تمرير بخار الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. حدد كمية البخار المطلوبة. ارسم مخطط انتقال الحرارة بإحداثيات تي.
8.5 إلى أي درجة حرارة يجب تسخين مكعب من الألمنيوم بحيث ينغمس فيه تمامًا عند وضعه على الجليد؟
8.6 يحتوي المسعر الحديدي الذي يزن 0.1 كجم على 0.5 كجم من الماء عند درجة حرارة 15 درجة مئوية. يتم إلقاء الرصاص والألومنيوم بكتلة إجمالية قدرها 0.15 كجم في المسعر عند 100 درجة مئوية. ونتيجة لذلك ارتفعت درجة حرارة الماء إلى Ө = 17 درجة مئوية. حدد كتل الرصاص والألومنيوم.
8.7 يتم إلقاء مسعر يحتوي على 250 جرامًا من الماء عند درجة حرارة 15 مئوية في 20 جرامًا من الثلج الرطب. انخفضت درجة الحرارة في المسعر إلى Ө = 10 درجات مئوية. كم كانت كمية الماء في الثلج؟
8.8 بأي سرعة يطير النيزك في الغلاف الجوي للأرض ، إذا كان في نفس الوقت يسخن ويذوب ويتحول إلى بخار؟ تتكون المادة النيزكية من الحديد. درجة الحرارة الأولية للنيزك هي 273 درجة كلفن.
8.9 ما مقدار الفحم م 2 المطلوب لنشر م 1 = 1 طن من الحديد الزهر الرمادي المأخوذ عند 50 درجة مئوية؟ كفاءة القبة 60٪.
8.10. يسقط وزن رصاص على الأرض ويصطدم بعقبة. سرعة الجرس عند الاصطدام 330 م / ث. احسب مقدار الوزن الذي سيذوب إذا امتص الوزن كل الحرارة المنبعثة أثناء الاصطدام. درجة حرارة الجرس قبل الاصطدام 27 درجة مئوية.
8.1 قطعتان متطابقتان من الجليد تطيران باتجاه بعضهما البعض بنفس السرعة وتتحولان إلى بخار عند الاصطدام. معدل الحد الأدنى سرعات ممكنةيتطاير الجليد قبل الاصطدام إذا كانت درجة حرارته الأولية -12 درجة مئوية.
8.12. من أي ارتفاع يجب أن تسقط كرة من الصفيح بحيث يتم تمجيدها تمامًا عندما تضرب الأرض. افترض أن 95٪ من طاقة الكرة تم إنفاقها على تسخينها وإذابتها. درجة الحرارة الابتدائية للكرة 20 درجة مئوية.
8.13. في آلة تذويب الثلج ، التي تبلغ كفاءتها 25٪ ، تم حرق 2 طن من الحطب الجاف. ما هي المساحة التي يمكن تحريرها من الثلج عند -5 درجات مئوية عند حرق هذه الكمية من الوقود ، إذا كان سمك الثلج 50 سم.
8.14. ما مقدار الثلج عند درجة 0 مئوية التي تذوب تحت عجلات سيارة الفولجا إذا انزلقت لمدة 10 ثوانٍ؟ يتم استخدام 1٪ من كل قوتها في الانزلاق. قوة السيارة 55.2 كيلو واط.
8.15. قطعت السيارة مسافة 120 كم بسرعة 72 كم / ساعة. تم استخدام 19 كجم من البنزين في هذا الطريق. ما هو متوسط القوة التي تطورها السيارة أثناء الجري إذا كانت الكفاءة 75٪؟
8.16. في المواقد الكهربائية بكفاءة 84 ٪ ، يتم تسخين غلاية سعة 2 لتر من 10 درجات مئوية إلى 100 درجة مئوية ، ويغلي جزء من الماء م 2 \ u003d 0.1 متر. السعة الحرارية لإبريق الشاي 210J / K. ما هي قوة البلاط إذا استمر تسخين الماء لمدة 40 دقيقة؟
8.17. كم من الوقت يستغرق تسخين كتلة 2 كجم من الجليد عند درجة حرارة -16 درجة مئوية على موقد كهربائي بقوة 600 واط بكفاءة 75٪ لتحويله إلى ماء ، وتسخين الماء إلى 100 درجة مئوية؟
8.18 في تصنيع اللقطة ، يُسكب الرصاص المصهور في الماء على شكل قطرات عند درجة حرارة تصلب. مقدار الرصاص الذي تم سكبه في الماء الذي يزن 5 كجم إذا ارتفعت درجة حرارته من 15 درجة مئوية إلى Ө = 25 درجة مئوية.
8.19. أوجد كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاصطدام غير المرن تمامًا لكرتين تتجهان نحو بعضهما البعض. كتلة الكرة الأولى 0.4 كجم ، وسرعتها 3 م / ث ، وكتلة الثانية 0.2 كجم ، والسرعة 12 م / ث.
8.20. في وعاء نحاسي مسخن إلى 350 درجة مئوية ، ضع م 2 = 600 جم من الجليد عند درجة حرارة -10 درجات مئوية. نتيجة لذلك ، ظهر م 3 \ u003d 550 جم من الجليد الممزوج بالماء في الوعاء. أوجد كتلة الوعاء.
كهرباء.
9.1 كرتان مشحونتان بشكل متماثل كتلتهما 0.5 جم ، معلقتان عند نقطة واحدة على خيوط طولها متر واحد ، مفترقتان بحيث تصبح الزاوية بينهما صحيحة. تحديد شحنات الكرات.
9.2. كرتان مشحونتان متطابقتان ، تقعان على مسافة 0.2 متر ، تنجذبان بقوة مقدارها 4 10 -3 نيوتن. بعد أن تلامس الكرتان ثم انفصلا على نفس المسافة ، بدأتا في الصد بقوة 2.25 10 - 3 N حدد الشحنات الأولية للكرات.
9.3 توجد الشحنات من 10 إلى 9 درجات مئوية ، و - 10 - 9 درجة مئوية و 6 10 - 9 درجة مئوية في زوايا مثلث منتظم يبلغ ضلعه 20 سم. ما اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الثالثة. ماذا يساوي؟
9.4 توجد ثلاث شحنات متطابقة من 10 -9 درجة مئوية عند رؤوس مثلث بطول 10 سم و 30 سم. حدد التوتر الحقل الكهربائيتم إنشاؤه بواسطة جميع الشحنات عند نقطة تقاطع الوتر مع إسقاط عمودي عليه من قمة الزاوية القائمة.
9.5 عند رؤوس المربع توجد شحنة 1/3 10 -9 C ، -2/3 10 -9 C ، 10 -9 C ،
4/3 10-9 سل. حدد إمكانات وقوة المجال الكهربائي في وسط المربع. قطر المربع هو 2 أ = 20 سم.
9.6 أوجد جهد وقوة المجال الكهربي عند النقطتين B و C الواقعتين من شحنة مقدارها 1.67 10 -7 C على مسافات 5 cm و 20 cm. حدد الوظيفة القوى الكهربائيةعند تحريك الشحنة q 0 \ u003d 10 -9 C من النقطة B إلى النقطة C.
9.7 توضع كرة نحاسية نصف قطرها 0.5 سم في الزيت بكثافة 0.8 · 10 3 كجم / م 3. حدد شحنة الكرة إذا كانت الكرة معلقة بالزيت في مجال كهربائي موحد. المجال الكهربي موجه لأعلى وقوته 3.6 × 10 5 فولت / م.
9.8. شحنتان نقطيتان: 7.5 nC و -14.7 nC تقعان على مسافة 5 سم. أوجد شدة المجال الكهربي عند نقطة تقع على مسافة 3 سم من شحنة موجبة و 4 سم من شحنة سالبة.
9.9 رسوم نقطتين: 3 · 10 -8 C و 1.33 K · l10 -8 C تقع على مسافة 10 سم. أوجد نقطة على الخط المستقيم الذي يربط بين هذه الشحنات ، شدة المجال الكهربائي تساوي 0. ما هو جهد المجال الكهربائي عند هذه النقطة؟
9.10. رسوم نقطتين: 1nC و 3nC تقعان على مسافة 10 سم. في أي نقاط من المجال الكهربائي على الخط المستقيم الذي يربط بين هذه الشحنات ، تكون شدة المجال الكهربائي 0؟ حل المشكلة في حالتين: 1) رسوم من نفس الاسم. 2) رسوم لها علامات مختلفة. احسب جهد النقاط حيث تكون شدة المجال 0.
9.11. يتم إنشاء الحقل بشحنة نقطية 2 · 10 -6 C. عند تحريك q 0 = -5 · 10 -7 C في هذا المجال من النقطة 1 إلى النقطة 2 ، يتم إطلاق طاقة مقدارها 3.75 × 10 -3 J ، وتكون جهد النقطة 1: 1500V. ما هي احتمالية النقطة 2؟ ما هي المسافة بين النقطتين؟
Q 1 Q 2 VA ما العمل الذي يجب القيام به لنقل q 0 \ u003d -5 10 -8 C من النقطة A إلى النقطة B في مجال شحنتين نقطتين 3nC و -3nC. المسافة بين الشحنات 10 سم ، والمسافة من الشحنة الثانية إلى النقطة B 20 سم ، والمسافة من النقطة B إلى النقطة A تساوي 10 سم.
9.13. شحنتان نقطيتان: 6.6 10 -9 C ، 1.32 10 -6 C تقع على مسافة 10 سم ، ما الشغل الذي يجب القيام به لتقريبهما من مسافة 25 سم؟
9.14. كم عدد الإلكترونات التي تحتويها حبة غبار مشحونة كتلتها 10-11 جم إذا كانت في حالة توازن بين لوحين أفقيين متوازيين مشحونة بفرق جهد قدره 16.5 فولت؟ المسافة بين الألواح 5 مم. بأي تسارع وفي أي اتجاه يتحرك جسيم الغبار إذا فقد 20 إلكترونًا؟
9.15. يطير الإلكترون خارج النقطة A ، والتي تبلغ إمكاناتها 600 فولت بسرعة 12 10 6 م / ث في الاتجاه خطوط القوةمجالات. في أي مسافة من النقطة A سيتوقف الإلكترون؟ أوجد إمكانات النقطة B للمجال الكهربائي ، حيث سيتوقف الإلكترون بعد 10 -6 ثوانٍ.
9.16. تم وضع شحنة على كرة نصف قطرها 2 سم: 6.4 10 -12 درجة مئوية. ما السرعة التي يطير بها الإلكترون إليها ، بدءًا من نقطة بعيدة جدًا عن الكرة؟
9.17. يدخل الإلكترون في مكثف مسطح بسرعة 2 · 10 7 m / s ، موجهاً موازياً لألواح المكثف. اكتب معادلة حركة الإلكترون على طول المحور x ، بالتوازي مع الألواح ، وعلى طول المحور Y المتعامد مع المحور x. عند أي مسافة y 1 من اتجاهه الأصلي سيتحرك الإلكترون أثناء الرحلة في المكثف ، إذا كانت المسافة بين اللوحين 2 سم ، فإن طول لوحات المكثف 5 سم. الفرق المحتمل بين اللوحات 200V؟
9.18. q 1 C شحنتان نقطيتان: 2 10 -6 C ، 15 10 -6 C تقع على مسافة
L + q 0 40 سم عند النقطتين A و B على طول SD الموازي لـ AB ، على مسافة 30 سم من
لها ، الشحنة q 0 = 10 -8 C تتحرك ببطء. حدد الوظيفة
q 2 D القوى الكهربائية عند تحريك شحنة من النقطة C إلى النقطة D.
9.19. تبلغ المسافة بين ألواح المكثف المسطح 4 سم. يبدأ الإلكترون في التحرك من اللوحة المشحونة "-" في اللحظة التي يبدأ فيها البروتون بالتحرك من اللوحة "+". اكتب معادلات الحركة داخل مكثف للإلكترون والبروتون. في أي مسافة من لوحة "+" سيلتقي الإلكترون والبروتون؟
9.20. يدخل الإلكترون في مكثف مسطح طوله 5 سم بزاوية 15 درجة مع اللوحين. تبلغ طاقة الإلكترون 1500 فولت. المسافة بين اللوحين 1 سم. أوجد فرق الجهد عبر ألواح المكثف ، والذي يتحرك عنده الإلكترون ، عند ترك المكثف ، بشكل موازٍ للصفائح.
القدرة الكهربائية.
10.1. شحنة الكرة الأولى هي 2 10 -7 K ، والثانية 10 -7 C. تبلغ سعة الكرات 2pF و 3 pF. حدد شحنات الكرات بعد توصيلها بسلك.
10.2. كرة قطرها 20 سم مشحونة بشحنة مقدارها 333 10 -9 س. ما الشحنة التي يجب إضافتها إلى هذه الكرة حتى تزيد قدرتها بمقدار 6000 فولت؟ ماذا ستكون إمكانات الكرة؟
10.3. على كرة واحدة بقطر 8 سم شحنة 7 × 10 - 9 درجة مئوية ، وعلى الكرة الأخرى التي يبلغ قطرها 12 سم شحنة 2 × 10 - 9 درجة مئوية. هذه الكرات متصلة بالأسلاك. هل ستتحرك الشحنة وبأي اتجاه وبأي كمية؟
10.4. كرة مشحونة نصف قطرها 20 cm بإمكانية 1000 فولت متصلة بكرة غير مشحونة بسلك طويل. بعد توصيل الكرات ، تكون إمكاناتها 300 فولت. حدد نصف قطر الكرة الثانية.
10.5. تم توصيل مكثف بسعة C 0 مشحونًا بفارق جهد معين بالتوازي مع نفس المكثف غير المشحون. كيف ستتغير الشحنة ، شدة المجال الكهربائي ، فرق الجهد ، الطاقة في المكثف الأول؟
10.6. تم شحن مكثف هواء مسطح C 0 من مصدر إلى فرق جهد معين وله شحنة q 0. بعد الانفصال عن المصدر ، تم تقليل المسافة بين الألواح مرتين. كيف ستتغير السعة والشحنة وفرق الجهد والطاقة عندما تقترب ألواح المكثف من بعضها البعض؟
10.7. في مكثف مشحون مسطح ، مفصول عن المصدر الحالي ، تم استبدال لوح إيبونيت مع ثابت عازل 3 بلوح خزفي مع ثابت عازل من 6. تتلاءم الألواح بإحكام مع ألواح المكثف. كيف ستتغير السعة والشحنة وفرق الجهد والطاقة لمكثف مسطح؟
10.8. أعطيت شحنة مكثف مربع مسطح ضلع 10 سم من 10 إلى 9 درجة مئوية.
المسافة بين الألواح 5 مم. ما سعة المكثف ، الشد داخل المكثف؟ ما القوة المؤثرة على شحنة اختبار مقدارها 10 -9 درجة مئوية ، الواقعة بين لوحي المكثف؟ كيف تعتمد هذه القوة على موقع شحنة الاختبار؟
10.9. إذا قمت بشحن نفسك بجهد 15 فولت عن طريق سحب قدميك على الأرض ، فما مقدار الطاقة التي ستخزنها؟ أنت كرة نصف قطرها 50 سم ومساحة سطحها تساوي سطح جسمك تقريبًا.
10.10. ما الشحنة التي ستمر عبر الأسلاك التي تربط ألواح المكثف المسطحة بأطراف البطارية عندما يكون المكثف مغمورًا في الكيروسين؟ تبلغ مساحة لوحات المكثف 150 سم 2 ، والمسافة بين الألواح 5 مم ، والبطارية EMF - 9.42 ، مع ثابت عازل يساوي 2.
10.11. تم شحن مكثف هواء مسطح بفرق جهد 200 فولت ، ثم فصله عن المصدر. ماذا سيكون فرق الجهد بين لوحين المكثف إذا زادت المسافة بينهما من 0.2 مم إلى 7 مم ، وتم ملء الفراغ بين اللوحين بميكا بثابت عازل يساوي 7؟
10.12. تم توصيل مكثف 20 درجة فهرنهايت مشحون بفرق جهد 100 فولت بالتوازي مع مكثف مشحون بفرق جهد قدره 40 فولت ، وسعته غير معروفة. حدد سعة المكثف الثاني إذا كان فرق الجهد على ألواح المكثف بعد التوصيل 80 فولت (تم توصيل الألواح بنفس الشحنات).
10.13. تم توصيل مكثف مشحون بفرق جهد قدره 20 فولت بالتوازي مع مكثف آخر مشحون بفرق جهد قدره 4 فولت ، وكانت سعته 33 μF. حدد C 1 إذا كان فرق الجهد على ألواح المكثف بعد التوصيل 2 فولت (تم توصيل الألواح بشحنات معاكسة).
10.14. تم شحن مكثف 4 درجات فهرنهايت بفرق جهد قدره 10 فولت. ما الشحنة التي ستكون على ألواح المكثف إذا تم توصيلها بالتوازي مع مكثف آخر ، تبلغ سعته 6 μF ، مشحونة بفرق جهد قدره 20 فولت؟ يتم توصيل لوحات المكثفات ذات الشحنات المعاكسة.
10.15. مكثفتان متطابقتان للهواء المسطح بسعة 1 μF متصلان بالتوازي ويتم شحنهما بفرق محتمل قدره 6 فولت. ماذا سيكون فرق الجهد بين ألواح المكثف ، إذا بعد فصل المكثفات عن المصدر عند مكثف واحد ، يتم تقليل المسافة بين الألواح 5 مم بمقدار مرتين. ما سعة بنك المكثف ، شدة المجال بين لوحتي المكثفات الأولى والثانية بعد تقليل المسافة؟
10.16. بطارية من ثلاث مكثفات متصلة بالسلسلة بسعات: 100pF ، 200pF ، 500pF متصلة بالبطارية ، والتي أبلغت عن شحن 33 · 10 -9 C للبطارية. تحديد فرق الجهد عبر كل مكثف ، emf للبطارية ، السعة الكلية لبنك المكثف
10.17. بين ألواح المكثف المشحون ، يتم دفع صفيحة عازلة ذات ثابت عازل يساوي 6 بإحكام. قارن شحنات المكثفات ، وفرق الجهد على الألواح ، وسعة المكثفات ، والشدة ، والطاقة قبل ذلك وبعد إدخال الصفيحة العازلة. ضع في اعتبارك الحالات: 1) المكثف مفصول عن المصدر ؛ 2) المكثف متصل بالمصدر.
10.18. تبلغ مساحة ألواح مكثف الهواء المسطح 0.01 م 2 ، وفرق الجهد 280 فولت ، وشحنة الألواح شحنة 495 10 -9 درجة مئوية. حدد شدة المجال داخل المكثف ، والمسافة بين اللوحين ، والسرعة التي يتلقاها الإلكترون. بعد اجتياز المسار من لوحة إلى أخرى في المكثف ، طاقة المكثف ، كثافة الطاقة ، سعة المكثف.
10.19. تبلغ مساحة ألواح مكثف الهواء المسطح 0.01 م 2 ، والمسافة بين الألواح 1 مم. تم تطبيق انتشار محتمل قدره 0.1 كيلو فولت على ألواح المكثف ، وتم تحريك الصفائح عن بعضها البعض لمسافة 25 مم. حدد شدة المجال داخل المكثفات ، والسعة ، والطاقة قبل وبعد تمدد الألواح ، إذا كان مصدر الجهد قبل الفصل: 1) لم يتم إيقاف تشغيله ؛ 2) متوقف.
10.20. يُملأ المكثف المسطح بعزل كهربائي ويطبق فرق جهد معين على ألواحه. طاقتها 20 ميكرولتر. بعد فصل المكثف عن مصدر الجهد ، تمت إزالة العازل منه. عمل القوى الخارجية ضد قوى المجال الكهربائي عند إزالة العازل هو 700 ميكرو جول. أوجد السماحية.
العاصمة
11.1 تم تصميم الفولتميتر لقياس أقصى جهد 3 فولت. مقاومة الجهاز 300 اوم. عدد أقسام الميزان للجهاز هو 100. ما هي قيمة تقسيم الميزان للجهاز إذا كنت تستخدمه كملليمتر؟
11.2. أوجد مقاومة سلك نحاسي كتلته 1 كجم ومساحته 0.1 مم 2.
11.3. عند تضمينه في الدائرة الكهربائية لموصل بقطر 0.5 مم وطول 47 سم ، يكون الجهد 12 فولت ، وتكون القوة الحالية 1A. أوجد مقاومة الموصل.
11.4. دائرة كهربائيةيتكون من ثلاث قطع من الأسلاك متصلة بالسلسلة بنفس الطول ، مصنوعة من نفس المادة ، ولكن لها أقسام مختلفة: 1 مم ، 2 مم 3 مم. الجهد عند طرفي الدائرة 11 فولت. حدد الجهد على كل موصل.
11.5. يظهر مقياس التيار الكهربائي 0.04 أ ، والفولتميتر 20 فولت. حدد مقاومة الفولتميتر إذا كانت مقاومة الموصل 1 كيلو أوم.
11.6. في دائرة المصدر الحالية مع EMF 30V ، يتدفق تيار 3A. الجهد عند أطراف المصدر هو 18 فولت. تحديد المقاومة الخارجية للدائرة والمقاومة الداخلية للمصدر.
11.7. في دائرة تتكون من مقاومة متغيرة ومصدر مع EMF قدره 6V ومقاومة داخلية 2Ω ، يتدفق تيار 0.5A. ما التيار الذي يمر عندما تنخفض مقاومة الريوستات بمقدار 3 مرات؟
11.8 موصلان من نفس المادة ، لهما نفس الطول ومقطع عرضي مختلف (المقطع العرضي للأول أكبر مرتين من الثاني) متصلان في سلسلة. قارن مقاومات الموصل. كمية الحرارة المنبعثة في هذه الموصلات أثناء مرور التيار فيها والتغير في درجة حرارتها. افترض أن كل الحرارة المنبعثة تستخدم لتسخين الموصلات.
11.9 يتم توصيل المصباح بواسطة أسلاك نحاسية بمصدر مع EMF 2 فولت ومقاومة مصدر داخلي تبلغ 0.04 أوم ، وطول الأسلاك 4 أمتار ، وقطرها 0.8 مم. الجهد عند أطراف المصدر هو 1.98 فولت. أوجد مقاومة المصباح.
