Незнайка решил построить дом из кубиков. Для фундамента он разложил одинаковые кубики массой m=63 г по сторонам квадрата в несколько слоёв. Но площадь дома оказалась маленькой. Тогда Незнайка разобрал свою постройку, сложил все кубики на землю и построил новый фундамент. Теперь сторона квадрата была на Z=8 кубиков больше, и кубики лежали в два слоя. Оказалось, что суммарная сила, с которой фундамент давил на опору не изменилась, а давление со стороны нижних кубиков на опору уменьшилось в 1.5 раза и составило P=194 Па. Найдите:
1. Вес F кубиков, которые использовал Незнайка во втором случае.
2. Длину a ребра кубика.
3. Среднюю плотность ρ кубика.
4. Какую минимальную работу A1 против силы тяжести должен был совершить Незнайка, когда он складывал фундамент в первый раз.
5. Во сколько раз K его работа, когда он складывал фундамент во втором случае, оказалась меньше .
Ускорение свободного падения примите равным 9,8 м/c2. ответы вводите с точностью не хуже, чем до одного процента.

👇

Открыть все ответы

Ответ:

diana20102007

26.04.2023

В любой точке указанной прямой за пределами отрезка между зарядами – поля одного и другого зарядов будут однонаправленными, а значит, поле там нигде не обнуляется и не возникает равновесия. Поэтому будем искать только точки между зарядами.

Пусть расстояние от первого заряда Q1 до искомой точки равно x, где:

0 < x < L

тогда поле в искомой точке будет характеризоваться напряжённостью с модулем:

E1 = kQ1/x² ;

Расстояние от данной точки до второго заряда равно L–x , при этом второй заряд находится с противоположной стороны от искомой точки, а значит, поле будет направлено в обратную сторону и будет иметь модуль напряжённости:

E2 = kQ2/(L–x)² ;

Для равновесия необходимо, чтобы противоположно направленные поля E1 и E2 уравновешивали друг друга, т.е. были друг другу равны:

E1 = E2 ;

kQ1/x² = kQ2/(L–x)² ;

x²/Q1 = (L–x)²/Q2 ;

x² Q2/Q1 – (L–x)² = 0 ;

( x √[Q2/Q1] + L – x ) ( x √[Q2/Q1] – L + x ) = 0 ;

( L – x ( 1 – √[Q2/Q1] ) ) ( x √[Q2/Q1] – L + x ) = 0 ;

0 < x < L , так что:

x – x √[Q2/Q1] < L ;

- x ( 1 – √[Q2/Q1] ) > –L ;

L - x ( 1 – √[Q2/Q1] ) > 0 ;

В итоге, просто:

x √[Q2/Q1] – L + x = 0 ;

x ( 1 + √[Q2/Q1] ) = L ;

x = L / ( 1 + √[Q2/Q1] ) ;

x ≈ 100 / ( 1 + √[3.33/1.67] ) ≈ 41.5 см .

Точка, где третий заряд будет находиться в равновесии, независимо от его знака и величины заряда – т.е. точка, где общее поле двух исходных зарядов станет равным нулю – будет находиться в 41.5 см от малого заряда и в 58.5 см от большого.

4,4(62 оценок)

Ответ:

Artyr2017

26.04.2023

Фактически нужно составить уравнение теплового баланса. Тепло поступившее в избу за час Q₁, должно равняться количеству теплоты ушедшему в окружающую среду Q₂.
Поступающее количество теплоты
$Q_{1}=q \cdot m \cdot \eta$ {1}
Где
m -- интересующая нас, масса дров [кг];
q -- удельная теплота сгорания дров [Дж/кг];
η -- кпд печи 0,6

Теплота ,ушедшая в окружающий воздух за время t.
$Q_{2}=S \cdot \sigma \cdot (T_2 - T_1) \cdot t$ {2}
Где
S -- площадь через которую уходит тепло [м²]
σ -- Удельные теплопотери (количество тепла, ушедшее через единицу площади при единичной разности температур за 1с)
T₂ -- Температура в избе
T₁ -- Температура окружающей среды
t -- Время в секундах 1ч = 3600 с.
Итого, приравниваем выражения Q₁ и Q₂ из {1} и {2} .
$q \cdot m \cdot \eta =S \cdot \sigma \cdot (T_2 - T_1) \cdot t$
Выражаем m
$m = \frac{S \cdot \sigma \cdot (T_2 - T_1) }{q \cdot\eta }$ {3}
И подставляем в {3} числовые значения величин
$m = \frac{200 \cdot 0,739 \cdot 23 \cdot 3600 }{10,2 \cdot 10^6 \cdot 0,6 } \approx 2,00$ кг