Не путайте центр тяжести и центр масс - они не всегда совпадают.
Центр тяжести твердого тела – точка, неизменно связанная с этим телом, через которую проходит линия действия равнодействующей сил тяжести частиц тела при любом положении тела в пространстве. При этом поле тяжести считается однородным, т. е. силы тяжести частиц тела параллельны друг другу и сохраняют постоянную величину при любых поворотах тела. Координаты центра тяжести:
Центр тяжести – геометрическая точка и может лежать и вне пределов тела.
Например: кольцо, подкова, обруч
1) Может ли быть совершена механическая работа при отсутствии перемещения?
ответ: Без перемещения не получится ничего.
2) Какую работу надо совершить для того, чтобы поднять груз весом 4 Н на высоту 25 см.
Формула:
A = F x H.F = Действующая на груз подъемная сила. (F = 4H).H - Высота, на которую был поднят груз. (H = 25 см. = 0,25).A = F x H = 4 x 0,25 = 1 ДЖ.ответ: 1 ДЖ.
3) При равномерном подъеме из шахты бадьи, нагруженной углем, была совершена работа 2400 кДж. Какова глубина шахты, если масса бадьи с углем 6 т?
Дано:
A = mgh.A = работа. (ДЖ).M = масса бадьи. (кг).G - ускорение свободного падения.H - высота.СИ:
M = 6000.A = 2400000.H = A / MG.H = 2400000 : 6000 x 10 = 40 (м).ответ: 40м.
4. Какие из перечисленных тел обладают потенциальной энергией.
Правильный ответ - Сжатая пружина. (Б).
5. Сколько времени должен работать двигатель мощностью 25 кВт, чтобы совершить работу 72000 кДж?
Дано:
A = 72000.ДЖ = 72000000. N = 25кBт = 25000 кВт.T = ?Из формулы связи работы и мощности N=A/t вычислим время.T=A/N.T = 72000000Дж / 25000Вт=2880 секунд = 48 мин .ответ: 48 минут.
Разобьём весь процесс получения теплоты на 4 части
Q1 - Нагрев льда от температуры -20 °C до 0 °C
Q2- Преобразование льда в воду
Q3- Нагрев воды от 0 °С до 100 °С
Q4- Преобразование воды в пар
Q= cmΔT, где с - удельная теплоёмкость вещества, m - масса вещества, а ΔT - разница температур после и до (T2-T1)
Введём обозначения: c₁ - удельная теплоёмкость льда
с₂ - удельная теплоёмкость воды
Найдём Q1, зная, что c₁=2100 Дж/кг·К, m=8кг, a ΔT=20К
Q1=c₁mΔT= 2100·8·(273-253)= 2100·8·20= 336000 Дж =336 кДж
Q=λm, где λ - удельная теплота плавления вещества
Найдём Q2, зная, что λ=3.4·10⁵Дж/кг·К, а m=8кг
Q2=λm= 3.4·10⁵·8= 2720000 Дж= 2720 кДж
На данном этапе мы уже нашли кол-во теплоты, затраченное на процесс нагревания льда и преобразования его в воду. Теперь приступим к воде, начальная температура которой 0°СВоспользуемся первой формулой Q=cmΔT для нахождения теплоты, затраченное на нагревание воды до 100°С
Найдём Q3, зная, что с₂=4200 Дж/кг·К, m=8кг, а ΔT= 100К
Q3=c₂mΔT=4200·8·100= 3360000 Дж= 3360 кДж
Теперь у нас имеется вода с температурой 100°С и нам нужно преобразовать её в пар. Для этого воспользуемся формулой
Q=rm, где r- удельная теплота парообразования и конденсации, а m- масса вещества
Найдём Q4, зная, что r = 2,3·10⁶ Дж/кг·К, а m=8кг
Q4= rm= 2.3·10⁶·8= 18400000 Дж= 18400 кДж
Теперь мы знаем количество полученной теплоты на всех четырёх этапах. Сложив их мы получим искомое число:
Q1+Q2+Q3+Q4 = 336+2720+3360+18400= 24816 кДж теплоты
ответ: ≈24,8 МДж Задача 2В этой задаче мы имеем всего лишь один процесс превращения вещества: конденсацию, на которую и уйдёт большая часть энергии.
Разобьём весь процесс отдачи теплоты на 2 части:
Q1- конденсация пара
Q2- охлаждение воды со 100°С до 30°С
Используем формулу Q=rm, где r - удельная теплота конденсации и парообразования, а m- масса вещества
Найдём Q1, зная, что r=2.3·10⁶ Дж/кг·К, а m=300 г =0,3 кг
Q1=rm=2.3·10⁶·0.3=690000 Дж= 690 кДж
Теперь узнаем какое кол-во теплоты отдаст вода при охлаждении до 30°С
Используем формулу Q=cmΔT, где с - удельная теплоёмкость вещества (воды, в нашем случае), m - масса вещества, а ΔТ - изменение температуры данного вещества
Найдём Q2, зная, что с=4200 Дж/кг·К, m=0,3 кг, а ΔТ= 70 К
Q2= cmΔT= 4200·0.3·70=88200 Дж= 88,2 кДж
Теперь найдём общее кол-во выделившейся теплоты Q=Q1+Q2= 690000+88200=778200 Дж= 778,2 кДжответ: 778,2 кДжP.S: постоянные величины могут отличаться в зависимости от таблицы, но ответ, в любом случае, не будет сильно меняться