1) Сила тяжести = mg, g- постоянная.
Поэтому если сила тяжести в 3 раза больше, то и масса в 3 раза больше.
ответ: 18/3=6 кг
2) Закон Гука:
F=-kx, k- постоянная.
Тогда искомая сила: F₂=F₁x₂/x₁=70*5/1=350 кН
3) Вес гирь на опоре = силе тяжести, т.е. Mg, M - общая масса (в кг).
Итого: вес = (0,038+0,252+1+0,5)*9,8 = 17,54 Н
4) Чтобы сдвинуть шкаф нужно преодолеть силу трения покоя = μN, μ - коэффициент трения, N - сила реакции опоры = mg.
Тогда условие сдвига запишется в виде: F>μmg;
Откуда: m<F/(μg)=100/(0,4*9,8)=25,5 кг
Итого: предельная масса = 25,5 кг
Задача №1. Определите мощность тока в электрической лампе, включённой в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 1936 Ом. Какой силы ток течёт по нити накала?
Дано:
U = 220 В
R = 1936 Ом
Найти:
P = ?
I = ?
Формула мощности:
P = U²/R = 220²/1936 = 25 Вт - мощность тока в электрической лампе
По закону Ома для электрической цепи:
I = U/R = 220/1936 = 0,1 А - сила тока, текущего по нити накала
ответ: Мощность тока в электрической лампе P = 25 вольт, сила тока текущего по нити накала I = 0,1 Ампера
Задача №2. Чему равна работа, совершённая электрическим током за 50 с в резисторе, рассчитанном на напряжение 24 В? Сила тока в резисторе 2 А.
Дано:
U = 24 В
t = 50 с
I = 2 А
Найти:
A = ?
Формула работы электрического тока:
A = P * t * U * I * t = 24 * 2 * 50 = 2 400 Дж.
ответ: Работа, совершённая электрическим током в резисторе за 50 секунд равна 2 400 Джоулей.
Задача №3. Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 500 Ом за 10 с, если его включили в сеть с напряжением 220 В?
Дано:
R = 500 Ом
t = 10 с
U = 220 В
Найти:
Q = ?
Количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока:
Q = A = U²/R * t = 220² / 500 * 10 = 968 Дж.
ответ: Количество теплоты, выделяемое в проводнике сопротивлением 500 Ом за 10 секунд, равно 968 Джоулям.
Задача №4. Рассчитайте сопротивление электрической плитки, если она при силе тока 4 А за 20 мин потребляет 800 кДж энергии?
Дано:
I = 4 А
t = 20 мин
Q = 800 кДж
СИ:
t = 1 200 с
Q = 800 * 10³ Дж
Найти:
R = ?
Количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока:
Q = A = I² * R * t
выразим R:
R = Q/I²*t = 800*10³ / 4² * 1 200 = ≈ 42 Ом
ответ: Сопротивление электрической плитки равно 42 Ом.
Задача №6. За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения 1 кг воды, взятой при температуре 20°С, если при напряжении 220 В сила в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь.
Дано:
mв = 1 кг
t₀ = 20°C
tк = 100°С
cв = 4 200 Дж/кг°С
U = 220 В
I = 5 А
Найти:
t = ?
Условие теплового равновесия: количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока и равно количеству теплоты, необходимому для нагревания воды:
A = Q
U * I * t = cв * m * (tк - t₀)
выразим t:
t = св * m * (tк - t₀) / U * I = 4 200 * 1 * (100 - 20) / 220 * 5 = 305 с = 5 мин
ответ: На электроплитке 1 кг воды можно нагреть за 5 минут.