ответ: Зная электронную теорию строения вещества можно дать следующее объяснение увеличению сопротивления металлических проводников с повышением температуры. При увеличении температуры проводник получает тепловую энергию, которая несомненно передается всем атомам вещества, в результате чего .возрастает их тепловое движение. Увеличившееся тепловое движение атомов создает большее сопротивление направленному движению свободных электронов (увеличивается вероятность столкновения свободных электронов с атомами), от этого и возрастает сопротивление проводника.
С понижением температуры направленное движение электронов облегчается (уменьшается возможность столкновения свободных электронов с атомами), и сопротивление проводника уменьшается. Этим объясняется интересное явление — сверхпроводимость металлов. Сверхпроводимость, т. е. уменьшение сопротивления металлов до нуля, наступает при огромной отрицательной температуре —273° С, называемой абсолютным нулем. При температуре абсолютного нуля атомы металла как бы застывают на месте, совершенно не препятствуя движению электронов.
Дано:
m = 15 т = 15000 кг
s = 100 м
t = 20 c
μ = 0,05
g = 10 м/с²
F - ?
Решим энергетическим подходом. На тело действуют сила тяги F и сила трения Fтр. Сумма работ этих сил равна изменению кинетической энергии тела:
ΣA = ΔEk (1)
Сила трения направлена в обратную сторону движению тела, значит её работа отрицательна. Сила тяги направлена в ту же сторону, что и равнодействующая сил R = F + (-Fтр) = F - Fтр = ma (равнодействующая направлена в сторону движения тела), значит её работа положительна:
ΣA = А(F) + (-A(Fтр)) = А(F) - A(Fтр)
Выразим работу силы трения и работу силы тяги:
-A(Fтр) = -(Fтр)*s = -(μmg)*s
A(F) = F*s, тогда:
ΣA = А(F) - A(Fтр) = F*s - μmg*s = s*(F - μmg)
Начальная скорость тела равна нулю, конечная - cкорости v, следовательно:
ΔEk = Ek2 - Ek1 = mv²/2 - mv0²/2 = mv²/2 - 0 = mv²/2
Скорость определим через ускорение. Ускорение найдём по формуле:
s = at²/2
a = 2s/t², тогда:
v = v0 + at = 0 + at = at = 2s/t² * t = 2s/t
Подставляем выраженные величины в (1):
ΣA = ΔEk
s*(F - μmg) = m(2s/t)²/2
s*(F - μmg) = 4ms²/2t² = 2ms²/t², выражаем силу тяги:
F - μmg = 2ms²/t² : s = 2ms/t²
F = 2ms/t² + μmg = m(2s/t² + μg) = 15000*(2*100/20² + 0,05*10) = 15000*(200/400 + 0,5) = 15000*(0,5 + 0,5) = 15000*1 = 15000 H = 15 кН
Можно решить проще. Мы уже вывели уравнение динамики в начале:
R = F - Fтр = ma, выражаем силу трения и ускорение:
F - μmg = m*2s/t², выражаем силу тяги:
F = m*2s/t² + μmg = m(2s/t² + μg) - получили то же самое уравнение, что и в первом решении.
Второе решение намного проще.
ответ: 15 кН.
Дано:
P = 30 H
ΔL = 0,5 м
ΔL = 0,8 м
k - ?
m - ?
F упр - ?
1) P = F тяж = F упр = k *ΔL
k = P / ΔL = 30 H / 0,5 м = 60 H/м
2) F тяж = F упр = k *ΔL
F тяж = k *ΔL = 60 H/м * 0,8 м = 48 H
3) P = F тяж = m*g
m1 = P / g = 30 H / 10 Н/кг = 3 кг
m2 = F тяж / g = 48 H / 10 Н/кг = 4,8 кг
ответ: k = 60 H/м , F тяж = 48 H, m1 = 3 кг, m2 = 4,8 кг