Как выглядел бы мир без трения? А представьте себе... что пол в вашей комнате стал ещё более скользким, чем каток; вот в этом случае вы и получите отдалённое представление о ходьбе в мире без трения – она в таком мире почти невозможна. Люди поминутно падали бы и не могли подняться. Ведь только трение (точнее: трение покоя) позволяет нам отталкиваться ногами, шагая вдоль по ровной дороге.
На столе ничего не лежало бы: при малейшем -наклоне всё съезжало бы на пол, скользило и катилось по нему, стараясь добраться до самого низкого места. В самом деле, ведь только сила трения покоя удерживает предметы на слегка наклонном гладком столе и полу и не даёт им съезжать под действием силы тяжести.
Все узлы немедленно развязывались бы; ведь узлы держатся только благодаря трению одних частей верёвки, шнурка или бечёвки о другие.
Все ткани расползались бы по ниткам, а нитки – в мельчайшие волокна.
Но не только ходить в мире без трения было бы невозможно.Каким образом, например, мог бы шофёр остановить свою машину? Ведь автомобиль тормозят тем, что прижимают к специальным барабанам, вращающимся вместе с колёсами, тормозные колодки (или ленты). Повернуть машину в мире без трения тоже не удалось бы. Вспомните, что в гололедицу автомобиль не только «идёт юзом», но и не слушается руля. Без трения автомобиль не только нельзя остановить или повернуть, его вообще нельзя заставить катиться. Мотор приводит во вращение задние ведущие колёса автомобиля. Но в мире без трения вращающиеся ведущие колёса автомобиля будут «буксовать», как это часто бывает в зимнее время на обледеневшей дороге. Чтобы колёса катились, необходимо трение их о дорогу.
В мире без трения нельзя было бы ничего толком построить или изготовить: все гвозди выпадали бы из стен, – ведь вбитый гвоздь держится только из-за трения о дерево. Все винты, болты, шурупы вывинчивались бы при малейшем сотрясении – они удерживаются только из-за наличия трения покоя.
Нельзя было бы построить самой простой машины. Приводные ремни, бегущие со шкива на шкив и передающие вращение от моторов к станкам и машинам, немедленно соскакивали бы: ведь именно трение заставляет ремень, надетый на ведущий шкив, двигаться вместе с ним.
И без жидкого трения жизнь на Земле была бы затруднительной. Из-за неравномерного нагревания Солнцем различных участков поверхности Земли воздух над ними не бывает одинаково плотным. Более плотный воздух из холодных мест перемещается в места более тёплые, вытесняя оттуда нагретый воздух. Возникает движение воздуха – ветер. Но при наличии внутреннего трения (вязкости) движение воздуха тормозится, ветер рано или поздно стихает. В мире без трения ветры дули бы с невероятной скоростью.
Реки, текущие с гор, не тормозились бы о берега и дно. Вода в них текла бы всё быстрее и быстрее и, с бешеной силой налетая на излучины берегов, размывала и разрушала бы их. Упавшие в воду глыбы (например, при извержении вулканов) вызывали бы волны, которые бушевали бы, не стихая – ведь усмирявшее их раньше внутреннее трение между слоями воды, а также трение о берега и дно исчезли! Огромные волны на морях и океанах, раз образовавшись, никогда не стихали бы.
Картина мира без трения: ползущие без торможения со склонов гор на равнины громадные каменные глыбы, рассыпающиеся песчаные холмы... Всё, что может двигаться, будет скользить и катиться, пока не окажется на самом низком возможном уровне.
Может быть одним из полезнейших явлений природы, делающим возможным наше существование, является именно трение? Источник: Л.П.Лисовский. Трение в природе и технике.
дано
P=1кВт=1000Вт.
U=220 B
t=12 мин=720с
V=1.5 л > m=1.5 кг
T1=88C
T2=100C
С=4200 Дж/кгК.
найти
КПД
решение
Q1=Cm(T2-T1)
Q2=Pt
КПД = Q1/Q2= Cm(T2-T1)/Pt =4200*1.5*(100-80)/(1000*720)=0.175 (17,5%)
ответ 17,5%
2
дано
I =112 A
U=550 B
F =3,6 кН = 3600 Н
КПД = 70% (0,7)
найти
v
решение
мощность полная P=UI
мощность полезная P'=P*КПД=U I КПД
скорость v=P'/F = U*I*КПД/F = 550*112*0.7/3600 = 12 м/с (=43 км/ч)
ответ 12 м/с (=43 км/ч)
3
дано
T1= -10C
T2= 0C
t =10 мин = 600с
U=220B
I=3A
КПД = 80% (0.8)
С=2100 Дж/кгК.
λ=340 кДж/кг = 340000 Дж/кг
найти
m
решение
Q1=Cm(T2-T1)
Q2=λm
Q' = Q1+Q2 = Cm(T2-T1) + λm =m (C(T2-T1) + λ)
Q" = UIt
КПД = Q'/Q" = m (C(T2-T1) + λ) / UIt
m = КПД*UIt / (C(T2-T1) + λ) = 0.8*220*3*600 / (2100*(0-(-10)+340000)) =0.8775 кг =877,5 г ответ 0.8775 кг =877,5 г
4
дано
t1=10 мин
t2=40 мин
найти
t12 -последовательно
T12 -параллельно
решение
Q=U^2/R1 *t1
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/R2 *t2 = U^2/R1 *t1
R1/R2 = t1/t2
R1 = R2 t1/t2
последовательно
R=R1+R2 = R2 t1/t2 +R2 = R2 (1+t1/t2)
Q=U^2/R *t12 = U^2/ (R2 (1+t1/t2)) *t12
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/ (R2 (1+t1/t2)) *t12 = U^2/R2 *t2
1/ (1+t1/t2) *t12 = t2
t12 = t2 *(1+t1/t2) = 40*(1+10/40)= 50 мин
параллельно
1/R = 1/R1 +1/R2 ;
R = (R1*R2)/(R1+R2) = (R2 t1/t2*R2)/( R2 t1/t2+R2) =(R2*t1/t2)/(t1/t2+1)
Q=U^2/R *Т12 = U^2/ ((R2*t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12
Q=U^2/R2 *t2
приравняем
U^2/ ((R2*t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12 = U^2/R2 *t2
1/ (t1/t2)/(t1/t2+1)) *Т12 = t2
T12 = t2 *(t1/t2)/(t1/t2+1) = t1/(t1/t2+1)=10/(10/40+1)= 8 мин
ответ
при последовательном 50 мин
при параллельном 8 мин