Применим теорему об изменении кинетической энергии:
А = dEk - сумма работ всех внешних сил равна изменению кинетической энергии. На автомобиль действует сила тяги F, а его начальная скорость v1 равна нулю, тогда:
dEk = Ek2 - Ek1 = mv2²/2 - mv1²/2 = mv2²/2 - 0
A = mv2²/2
С другой стороны:
А = F*s
F*s = mv2²/2
Представим квадрат скорости по-другому - выразим величину из формулы для перемещения:
s = (v2² - v1²)/2a = (v2² - 0)/2a = v2²/2a
v2² = 2a*s
F*s = m2a*s/2 = ma*s - разделим на s:
F = ma - получили основное уравнение динамики Ньютона.
Всё прекрасно согласуется с условиями задачи, в которых не говорится о каких-либо других силах, действующих на автомобиль, кроме силы двигателя. То есть сила двигателя и есть равнодействующая сил. Выразим мощность двигателя:
А = F*s = N*t => N = A/t = (F*s)/t = F*(s/t), где s/t = v2, т.к. скорость самого автомобиля равна v2, тогда:
N = F*v2
Выражение (s/t = v2) в формуле мощности характеризует, скажем так, скорость действия силы двигателя на автомобиль при данной скорости автомобиля. То есть фактически это означает, что при другой скорости автомобиля будет другая скорость силы, а значит и другая мощность. Пока автомобиль едет равномерно при скорости v2, мощность двигателя равна F*v2. Если скорость автомобиля изменяется, то изменяется и мощность.
Отсюда вытекает следующее: время в выражении (s/t = v2) - это не то время, которое автомобиль затратил на разгон до скорости v2 при перемещении s. Для нахождения его значения нельзя использовать кинематические формулы с использованием ускорения. Это время, которое у автомобиля получается затратить, если его движок вырабатывает мощность равномерно. Ну а если мощность вырабатывается равномерно, то движение автомобиля тоже получается равномерным. И значит ни о каком ускорении здесь не идёт речи. Но чтобы найти саму скорость автомобиля, использовать формулы с ускорением надо, что мы и сделали выше.
Найдём значение мощности при скорости автомобиля v2:
N = F*v2
F = ma
v2 = √(2as)
N = ma*√(2as) = 1200*4,5*√(2*4,5*100) = 1200*4,5*√(900) = 1200*4,5*30 = 36000*4,5 = 162000 H = 162 кН
Привет! Конечно, я могу помочь с этим вопросом. Для определения значения сопротивления r, которое необходимо подключить, чтобы потребляемая мощность была максимальной, мы должны использовать закон Ома и формулу для вычисления мощности.
Закон Ома гласит, что сила тока (I) в цепи равна разности напряжения (V) и сопротивления (R), то есть I = V / R.
Мы также знаем, что мощность (P) в электрической цепи равна произведению силы тока и напряжения, то есть P = V * I.
В данном случае нам нужно найти сопротивление r, при котором потребляемая мощность будет максимальной. Для этого мы должны выразить силу тока и напряжение в терминах р и n.
Сначала определим общее сопротивление этих двух источников, подключенных последовательно. Общее сопротивление (R_total) в последовательном соединении можно найти, просто суммируя значения сопротивлений каждого источника, то есть R_total = n * r + r_internal.
В нашем случае, длина последовательности источников (n) равна 10, а внутреннее сопротивление источника (r_internal) равно 0.5 ом.
Теперь, используя закон Ома, мы можем выразить силу тока, проходящего через цепь, в терминах R_total и напряжения, подключенного к цепи. Силу тока (I) можно выразить как I = V / R_total.
Для определения напряжения (V), необходимого для вычисления мощности, мы можем использовать следующую формулу:
V = U_total / n,
где U_total - общее напряжение, подключенное к цепи. Здесь n - количество источников.
Теперь, применяя эти формулы, мы можем найти выражение для потребляемой мощности (P) и найти значение r, при котором P будет максимальной.
P = V * I,
V = U_total / n,
I = V / R_total.
Теперь заменим V и I в формулу для P:
P = (U_total / n) * (U_total / R_total).
Упростим это выражение:
P = (U_total^2) / (n * R_total).
Теперь, чтобы найти r, при котором P будет максимальной, мы должны найти максимальное значение для P, исходя из данного выражения.
Для этого мы можем взять производную от P по r и приравнять ее к нулю:
Распишем числитель первого слагаемого, а также знаменатель второго слагаемого:
(2 * U_total^2 * r * (n * r + r_internal) - U_total^2 * (n * r + r_internal)^2) / (n * (n*r + r_internal)^2 * n * r) = 0.
Теперь упростим это уравнение и решим его относительно r.
Получившееся уравнение может быть сложно решить аналитически, но мы можем использовать численные методы, чтобы найти приближенное значение для r, при котором P будет максимальной.
Таким образом, подключив сопротивление r к n одинаковым последовательно соединенным источником с внутренним сопротивлением r_internal, мы можем максимизировать потребляемую мощность.
Надеюсь, это объяснение было понятным и полезным для школьнику! Если у тебя есть еще вопросы, не стесняйся задавать их.
Хорошо, я с радостью помогу вам разобраться в этом вопросе!
Вопрос говорит о том, что у нас есть тело, масса которого равна 40 кг, и оно висит на канате. Нам нужно найти вес этого тела и изобразить его графически.
Понятие "вес" в физике относится к силе, с которой тело притягивается к Земле. По определению, вес тела равен произведению его массы на ускорение свободного падения.
Ускорение свободного падения (иногда обозначается символом "g") на Земле примерно равно 9,8 м/с². Это означает, что каждый килограмм массы тела будет испытывать притяжение силой 9,8 Н (ньютонов).
Теперь мы можем найти вес тела. Для этого умножим массу тела на ускорение свободного падения:
Вес = масса * ускорение свободного падения
Вес = 40 кг * 9,8 м/с²
Вес ≈ 392 Н (ньютон)
Таким образом, вес этого тела равен примерно 392 Н.
Теперь давайте перейдем к графическому изображению. Для начала, нарисуем вертикальную линию и подпишем ее как "канат". Затем, нам нужно добавить стрелку, указывающую направление силы вниз. Нарисуем стрелку, направленную вниз от каната вниз.
Подписав эту стрелку "вес", мы можем заключить, что вес тела направлен вниз и равен 392 Н.
Надеюсь, данное объяснение и графическое изображение помогли вам понять, как найти вес тела, висящего на канате. Если у вас еще остались вопросы – обращайтесь! Я всегда готов помочь.
Дано:
m = 1200 кг
а = 4,5 м/с²
s = 100 м
N - ?
Применим теорему об изменении кинетической энергии:
А = dEk - сумма работ всех внешних сил равна изменению кинетической энергии. На автомобиль действует сила тяги F, а его начальная скорость v1 равна нулю, тогда:
dEk = Ek2 - Ek1 = mv2²/2 - mv1²/2 = mv2²/2 - 0
A = mv2²/2
С другой стороны:
А = F*s
F*s = mv2²/2
Представим квадрат скорости по-другому - выразим величину из формулы для перемещения:
s = (v2² - v1²)/2a = (v2² - 0)/2a = v2²/2a
v2² = 2a*s
F*s = m2a*s/2 = ma*s - разделим на s:
F = ma - получили основное уравнение динамики Ньютона.
Всё прекрасно согласуется с условиями задачи, в которых не говорится о каких-либо других силах, действующих на автомобиль, кроме силы двигателя. То есть сила двигателя и есть равнодействующая сил. Выразим мощность двигателя:
А = F*s = N*t => N = A/t = (F*s)/t = F*(s/t), где s/t = v2, т.к. скорость самого автомобиля равна v2, тогда:
N = F*v2
Выражение (s/t = v2) в формуле мощности характеризует, скажем так, скорость действия силы двигателя на автомобиль при данной скорости автомобиля. То есть фактически это означает, что при другой скорости автомобиля будет другая скорость силы, а значит и другая мощность. Пока автомобиль едет равномерно при скорости v2, мощность двигателя равна F*v2. Если скорость автомобиля изменяется, то изменяется и мощность.
Отсюда вытекает следующее: время в выражении (s/t = v2) - это не то время, которое автомобиль затратил на разгон до скорости v2 при перемещении s. Для нахождения его значения нельзя использовать кинематические формулы с использованием ускорения. Это время, которое у автомобиля получается затратить, если его движок вырабатывает мощность равномерно. Ну а если мощность вырабатывается равномерно, то движение автомобиля тоже получается равномерным. И значит ни о каком ускорении здесь не идёт речи. Но чтобы найти саму скорость автомобиля, использовать формулы с ускорением надо, что мы и сделали выше.
Найдём значение мощности при скорости автомобиля v2:
N = F*v2
F = ma
v2 = √(2as)
N = ma*√(2as) = 1200*4,5*√(2*4,5*100) = 1200*4,5*√(900) = 1200*4,5*30 = 36000*4,5 = 162000 H = 162 кН
ответ: 162 кН.