Тело массой 5 кг брошено вверх со скоростью 40 метров в секунду.какой максимальной высоты достигнет тело и чему ровная кинетичекая (ek) и потенциальная (ep) энергия на максимальной высоте.
Рассмотрим два участка движения тела. Участок 1 - наклонный. Участок 2 - горизонтальный. На участке 1 выберем направление оси х вдоль наклонной поверхности вниз, оси у - перпендикулярно наклонной поверхности вверх. На тело действуют три силы: вес (направлена вертикально вниз, раскладывается на две составляющие по осям х - в полож.направлении и у-в отриц.направлении), норм.реакция опоры (направлена перпендикулярно к накл.поверхности вверх, т.е. в полож.направлении оси у), трения (направлена в отриц.направлении по оси х). Проекция веса тела на ось у полностью уравновешена реакцией опоры, т.е. ускорение вдоль у равно 0. Тогда N=m*g*cos(alfa). ВДоль оси х 2-закон Ньютона выглядит так: m*g*sin(alfa)-μ*N=m*a. Учитывая выражение для реакции опоры, получим: m*g*sin(alfa)-μ*m*g*cos(alfa)=m*a. Сократим на m: g*sin(alfa)-μ*g*cos(alfa)=a. Исходим из того, что тело начало движение из состояние покоя. Тогда скорость в конце наклонного участка 1: V=a*t. Время движения: t=SQRT(2*l/a). L-длина наклонного участка: L=h/sin(alfe). Подставив все это в выражение для скорости , получим: V=SQRT(2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa)). Это скорость в конце участка 1, она же есть начальная скорость на участке 2 (горизонтальном).
На участке 2 тело движется под действием тех же трех сил, только теперь осб х - горизонтальная, у - вертикальная. Таким образом, вес направлен вертикально вниз и его х-составляющая равна 0. По 2 закону нюьтона, учитвая, что вес полностью уравновешен силой реакции опоры, получим: Fтр=μ*N=μ*m*g=m*a2, где a2-ускорение (замедление) на участке 2. Отсюда :а2=μ*g. Движение на этом участке равнозамедленное. Начальная скорость известна, конечная - равна 0: 0=V-a2*t, отсюда: t=V/a2=V/(μ*g). Это время, пройденное телом до остановка на участке 2. Расстояние в случае равнозамедленного движения:L2=V*t-a2*t*t/2=V*V/(μ*g)-μ*g*(V/(μ*g)*(V/(μ*g)/2. Упростив выражение получим: L2=V*V/(2*μ*g). Подставим найденное для участка 1 выражение конечной скорости V: L2=2*L*g*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(2*μ*g)=L*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/μ=h*(sin(alfa)-μ*cos(alfa))/(μ*sin(alfa)). В конечном преобразовании использовано выражение для длины наклонного пути, полученное при рассмотрении участка 1.
Принцип турбонагнетания был запатентован в патентном ведомстве США еще в 1911 году Альфредом Бюхи. История развития турбин берет свое начало еще во времена создания первых бензиновых двигателей, а именно 1885-1896 года. Рудольф Дизель и Готлиб Даймлер проводили исследования для повышения мощности путем повышения давления воздуха, нагнетаемого в камеру сгорания двигателя. Последующее развитие этой технологии взял в свои руки ученый из Англии Чарльз Парсонс. Заниматься турбинами он начал еще в 1881 году и уже через три года Парсонс получил патент на собственное изобретение. Изобретатель объединил турбину с генератором, тем самым дал возможность людям получать зеленую энергию.
В 1894 году Чарльз создал небольшое судно работающее на мощном двигателе, целых 2000 лошадиных сил, но на испытаниях он был очень разочарован ведь удалось достигнуть всего 19,7 узлов, а он ожидал 30. Причиной оказалось раннее неизвестное проскальзывание винта. Из-за слишком высокого вращения лопастей , давление на засасывающей их стороне понижалась на столько, что вода закипала при нормальной температуре, в следствии чего кпд очень сильно падал. В течении 15 лет исследований ему удалось создать саму совершенную и мощную турбину на то время, он значительно понизил расход топлива и повысил КПД. В 1905 швейцарский инженер, получил очень сильной нагнетание мощности автомобиля используя эффект турбины, при выхлопных газов, звали его Альфред Бюхи, в результате автомобильполучил 40% дополнительной мощности. Уже с 1900 года на миноносцах устанавливались турбинные двигателя, а уже с 1906 все военные корабли перешли на турбинные двигателя, в этом же году были спущены на воду два пассажирских лайнера с турбинными механизмами. В послевоенный период история изобретений турбины преимущественно развивались в авиации и автомобилестроении, в следствии чего на автомобили начали устанавливать турбокомпрессоры.
