Мяч массой 0,5 кг подбрасывают вертикально вверх с начальной скоростью равной 20 м/с. найдите потенциальную и кинетическую энергии мяча в тот момент, когда его скорость уменьшится в 2 раза. сопротивление воздуха не считается.
Чтобы найти действующее значение силы тока в резисторе, нам понадобится использовать формулу для электродинамической силы.
Формула для электродинамической силы:
F = B * l * I * sin(α), где
F - сила, действующая на проводник,
B - индукция магнитного поля,
l - длина проводника,
I - сила тока в проводнике,
α - угол между вектором магнитной индукции и нормалью к проводнику.
В данной задаче проводник представляет собой рамку, которая вращается, образуя спираль с равномерно распределенными витками. Мы знаем, что рамка имеет прямоугольную форму и площадь 100 см^2, поэтому можем найти длину проводника.
Формула для нахождения длины проводника:
l = √(s / n), где
l - длина проводника,
s - площадь проводника,
n - количество витков.
Подставляя известные значения, получаем:
l = √(100 см^2 / 50) = √2 см.
Учитывая, что ось вращения рамки перпендикулярна вектору магнитной индукции, угол α между ними составляет 90 градусов, поэтому sin(α) = 1.
Теперь мы можем рассчитать силу F, действующую на проводник:
F = B * l * I.
Нам дано, что индукция магнитного поля B составляет 0,5 Тл, частота вращения рамки равна 10 Гц, а сопротивление резистора равно 5 Ом.
Так как сопротивлением рамки можно пренебречь, сопротивление в цепи равно только сопротивлению резистора, следовательно, сила тока в проводнике равна:
I = U / R, где
U - напряжение в цепи,
R - сопротивление резистора.
Мы знаем, что напряжение U в цепи можно найти как произведение индукции B на длину проводника l, умноженное на частоту вращения рамки f:
U = B * l * f.
Подставляя известные значения, получаем:
U = 0,5 Тл * √2 см * 10 Гц.
Теперь мы можем рассчитать силу тока в резисторе:
I = U / R = (0,5 Тл * √2 см * 10 Гц) / 5 Ом.
Переведем все значения в единицы СИ:
0,5 Тл = 0,5 Вб/м^2,
√2 см = √(2 / 100) м = √0,02 м = 0,1414 м.
Подставляя все значения в формулу, получаем:
I = (0,5 Вб/м^2 * 0,1414 м * 10 Гц) / 5 Ом = 0,0707 В / Ом = 0,0707 А.
Ответ:
Действующее значение силы тока в резисторе равно 0,07 Ампер (округляем до сотых).
1.1 Треки располагаются расходящимся пучком из-за взаимодействия α-частиц с атомами вещества. Когда α-частица проходит через вещество, она сталкивается с атомами и изменяет свой путь. Поскольку атомы находятся в перемешанном состоянии, то каждый атом может оказывать различное воздействие на частицу, вызывая отклонение ее траектории. Таким образом, из-за большого количества столкновений, треки α-частиц становятся раздельными и располагаются расходящимся пучком.
1.2 Длина всех треков α-частиц примерно одинакова из-за их однородности и одинакового заряда. Альфа-частица - это ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Это объясняет стабильность и сходство траекторий альфа-частиц, поскольку у нее одинаковая масса и заряд.
1.3 Толщина треков α-частиц увеличивается к концу их пробега из-за взаимодействия частиц с атомами вещества. Когда альфа-частица движется веществом, она теряет энергию и замедляется. В результате замедления, угол отклонения атому частицы увеличивается, что в свою очередь приводит к увеличению толщины ее трека.
1.4 Некоторые альфа-частицы оставляют треки только в конце своего пробега из-за факта, что они потеряли всю свою энергию до того, как достигли фотоэмульсии или детектора. В этом случае, треки могут быть обнаружены только окончательно замедленными и их пробег закончился.
2.1 Для определения направления движения α-частицы можно рассмотреть кривизну ее трека. Если трек изогнут в левую сторону относительно начального движения, то α-частица двигалась в правую сторону. Если трек изогнут в правую сторону, то частица двигалась в левую сторону.
2.2 Треки α-частиц искривлены из-за взаимодействия частиц с магнитным полем. Когда α-частица движется в магнитном поле, она испытывает силу Лоренца, которая приводит к изгибанию искомой траектории частицы.
2.3 Направление вектора магнитной индукции может быть определено по смещению искривления треков альфа-частиц. Если треки изогнуты в левую сторону, то вектор магнитной индукции направлен от нас. Если треки изогнуты в правую сторону, то вектор магнитной индукции направлен к нам.
2.4 Радиус кривизны и толщина треков альфа-частиц меняются к концу их пробега из-за замедления и потери энергии альфа-частицами веществом. По мере замедления и уменьшения энергии, треки становятся более широкими и менее изогнутыми.
3.1 Трек электрона имеет форму спирали из-за взаимодействия электрона с магнитным полем. Когда электрон движется в магнитном поле, то испытывает силу Лоренца, которая приводит к спирале трека электрона.
3.2 Для определения направления движения электрона можно рассмотреть вращение его трека. Если трек вращается против часовой стрелки, то электрон двигался внутрь спирали. Если трек вращается по часовой стрелке, то электрон двигался наружу от спирали.
3.3 Направление вектора магнитной индукции может быть определено по направлению вращения трека электрона. Если трек вращается против часовой стрелки, то вектор магнитной индукции направлен в направлении вращения трека. Если трек вращается по часовой стрелке, то вектор магнитной индукции направлен в противоположном направлении.
4.1 Толщина треков ядер атомов имеет разную толщину из-за изменения их ионизационных потерь и энергии. Различные ядра атомов имеют разную массу и заряд, что влияет на их взаимодействие с веществом и следовательно на их треки.
4.2 Определить к какому атому принадлежит трек можно по длине и разности ионизационных потерь. Так, треки ядер атомов тяжелых элементов (например, железа) будут иметь большую длину и большие ионизационные потери по сравнению с легкими элементами (например, магния).
4.3 Из сравнения толщины треков ядер атомов разных элементов можно сделать вывод о их массе и заряде. Более толстые треки соответствуют ядрам атомов более тяжелых элементов с большим зарядом, а более тонкие треки - ядрам атомов легких элементов с меньшим зарядом.
4.4 Треки частиц, полученные в фотоэмульсии, отличаются от треков частиц в камере Вильсона и пузырьковой камере в том, что в фотоэмульсии треки видны только после прохождения частицы через вещество и проявки фотоэмульсии. В камере Вильсона и пузырьковой камере треки видны непосредственно в результате взаимодействия частицы с газом или жидкостью.
75Дж
Объяснение:
Ek1=mV1^2/2=(0.5кг*20м/с*20м/с)/2=100Дж
Ek2mV2^2/2=0.5*100/2=25Дж
Еп2=Еk1-Ek2=100-25=75Дж (за ЗЗЕ)