Question

В.10. железный шар, падая свободно, достиг скорости 30 м/с и, ударившись о землю, подскочил на 1м. найти изменение температуры шара при ударе. в.11. протон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 100 км/с. напряженность поля внутри конденсатора 40 в/см, длина пластин конденсатора8 см. с какой скоростью протон вылетает из ствола в.12. в сеть постоянного тока с напряжением 120 в включен электромотор. сопротивление обмотки электромотора 2 ом, сила тока в обмотке 3 а. определить кпд мотора.

Answer 1

1. ΔW = m·v² / 2 - m·g·h

ΔW = Q = c·m·Δt

Δt = v² / 2·c - g·h/c = 30² м²/с²/ 2 · 460 Дж/кг°с  -  9, 8 м/с² · 1 м / 460 Дж/кг°с = (900 м²/с² - 19, 6 м²/с²) / 2 · 460 Дж/кг°с  =  0,96 °с

2. q · E = m · a

a = q · E / m

v =√(v₀² + (q·E·L/m·v₀)²) = 

3. η = Iз · Rз / Uп · 100% = 3 А · 2 Ом / 120 В · 100% = 5%

Answer 2

Задание В.10.

Количество теплоты = Кинетическая энергия - Потенциальная энергия

$Q=E_{k}-E_{p}$

$c*m*t=\frac{m*v^{2}}{2}-m*g*h$

$c*t=\frac{v^{2}}{2}-g*h$

$t=(\frac{v^{2}}{2}-g*h)/c$

Задание В.11.

$v=\sqrt{v_{x}^{2}+v_{y}^{2}}$

Скорость вдоль оси x (параллельно пластинам) меняться не будет и равна начальной, а скорость вдоль оси y (перпендикулярно пластинам) меняться будет.

В задачах данного типа чаще всего пренебрегают силой тяжести, т. к она мала по сравнению с силой Кулона.

Работа силы Кулона = изменению кинетической энергии вдоль оси y:

$q*U=\frac{m*v_{y}^{2}}{2}$

$q*E*d=\frac{m*v_{y}^{2}}{2}$

$v_{y}^{2}=\frac{2*q*E*d}{m}$

$d=\frac{q*E*l^{2}}{2*m*v_{x}^{2}}$

q - заряд протона

U - напряжение между точками поля, характеризующими смещение протона вдоль оси y

E - напряженность поля

m - масса протона

d - смещение протона вдоль оси y

l - длина пластины конденсатора