Решить между точечным источником s и точкой наблюдения b находится экран с отверстием, радиус которого можно изменять. при r1= 0,6 мм в (×) b открыто 2 зоны френеля. найдите r2 > r1, при котором в (×) b снова наблюдается минимум интенсивности.
Для решения данной задачи, школьнику нужно использовать законы динамики и применить знания о трении.
1. Найдем силу трения, действующую на брусок. Используем формулу силы трения:
Fтр = μ * N,
где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила. Нормальная сила равна проекции силы тяжести на ось, перпендикулярную поверхности, на которой движется брусок. Эта сила равна m * g * cos(α), где m - масса бруска, g - ускорение свободного падения, α - угол, под которым приложена сила f.
Подставляем значение нормальной силы в формулу:
Fтр = μ * m * g * cos(α).
2. Теперь найдем ускорение бруска. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:
Fнетто = m * a,
где Fнетто - сила, равная разности силы f и трения Fтр.
Подставляем значения сил в формулу:
f - Fтр = m * a,
f - μ * m * g * cos(α) = m * a.
3. Рассмотрим движение бруска после прекращения действия силы f. После этого момента, на брусок не действуют новые силы, и он движется равномерно прямолинейно. Время, прошедшее с прекращения действия силы f до остановки бруска, обозначим как Δt.
Так как движение бруска равномерно прямолинейное и a = 0, то получаем:
a = 0,
f - μ * m * g * cos(α) = 0.
4. Решим полученное уравнение относительно f:
f = μ * m * g * cos(α).
5. Так как движение равномерное прямолинейное, то справедливо уравнение пути:
s = v * t,
где s - путь, v - скорость, t - время.
Скорость можно найти с помощью формулы:
v = u + a * t,
где u - начальная скорость, a - ускорение, t - время.
В этом случае начальная скорость равна скорости, получаемой при прекращении действия силы f и равна:
u = f / m.
Из уравнения движения движений a = 0, следует, что ускорение равно нулю. Поэтому формула для нахождения скорости упрощается:
v = u + 0 * t = u.
Подставляем значения u и t в уравнение пути:
s = v * t = u * t = (f / m) * t.
Ответ: путь, который пройдет брусок с момента прекращения действия силы f до остановки, равен (f / m) * t.
Из условия нам даны размеры кирпича: длина равна 22 см, ширина равна 14 см, а высота равна 7 см. Нам также известно, что масса кирпича равна 8,2 кг.
Давление, которое оказывает кирпич, можно рассчитать, используя формулу:
давление = сила / площадь.
Чтобы найти наибольшее и наименьшее давление, нам нужно вычислить площадь кирпича.
Площадь боковой поверхности кирпича можно найти, просуммировав площади каждой стенки кирпича. В нашем случае, у нас четыре стенки с одинаковой площадью: две стенки с площадью 22 см * 7 см и две стенки с площадью 14 см * 7 см.
Площадь боковой поверхности равна (2 * 22 см * 7 см) + (2 * 14 см * 7 см).
Разбивая на части, получаем: (44 см * 7 см) + (28 см * 7 см) = 308 см² + 196 см² = 504 см².
Теперь у нас есть площадь боковой поверхности кирпича, и можем рассчитать наибольшее и наименьшее давление.
Наибольшее давление возникает, когда вся масса кирпича сосредоточена на самой маленькой площади. В данном случае, площадь самой маленькой стороны кирпича - это площадь стороны со сторонами 14 см * 7 см.
Наибольшее давление = масса кирпича / площадь маленькой стороны = 8,2 кг / (14 см * 7 см) = 8,2 кг / 98 см² = 0,0837 кг/см².
Чтобы перевести килограммы в ньютоны, умножим на ускорение свободного падения: 0,0837 кг/см² * 10 Н/кг = 0,837 Н/см².
Округлим до единицы: 0,837 ≈ 1 Н/см².
Теперь рассчитаем наименьшее давление. Наименьшее давление возникает, когда вся масса кирпича распределена поровну на всю площадь боковой поверхности.
Наименьшее давление = масса кирпича / площадь боковой поверхности = 8,2 кг / 504 см² = 0,0163 кг/см².
1. Найдем силу трения, действующую на брусок. Используем формулу силы трения:
Fтр = μ * N,
где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила. Нормальная сила равна проекции силы тяжести на ось, перпендикулярную поверхности, на которой движется брусок. Эта сила равна m * g * cos(α), где m - масса бруска, g - ускорение свободного падения, α - угол, под которым приложена сила f.
Подставляем значение нормальной силы в формулу:
Fтр = μ * m * g * cos(α).
2. Теперь найдем ускорение бруска. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:
Fнетто = m * a,
где Fнетто - сила, равная разности силы f и трения Fтр.
Подставляем значения сил в формулу:
f - Fтр = m * a,
f - μ * m * g * cos(α) = m * a.
3. Рассмотрим движение бруска после прекращения действия силы f. После этого момента, на брусок не действуют новые силы, и он движется равномерно прямолинейно. Время, прошедшее с прекращения действия силы f до остановки бруска, обозначим как Δt.
Так как движение бруска равномерно прямолинейное и a = 0, то получаем:
a = 0,
f - μ * m * g * cos(α) = 0.
4. Решим полученное уравнение относительно f:
f = μ * m * g * cos(α).
5. Так как движение равномерное прямолинейное, то справедливо уравнение пути:
s = v * t,
где s - путь, v - скорость, t - время.
Скорость можно найти с помощью формулы:
v = u + a * t,
где u - начальная скорость, a - ускорение, t - время.
В этом случае начальная скорость равна скорости, получаемой при прекращении действия силы f и равна:
u = f / m.
Из уравнения движения движений a = 0, следует, что ускорение равно нулю. Поэтому формула для нахождения скорости упрощается:
v = u + 0 * t = u.
Подставляем значения u и t в уравнение пути:
s = v * t = u * t = (f / m) * t.
Ответ: путь, который пройдет брусок с момента прекращения действия силы f до остановки, равен (f / m) * t.