Какая работа была совершена в проводнике электрическим током силой 250 ма за время 1,5 минут, если напряжение на концах проводника составляет 4,5 вольт
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать законы динамики и формулы кинематики.
1. Закон динамики - сила тяги равна произведению массы мотоцикла и ускорения:
Ft = m * a
2. Сила сопротивления движению можно найти, умножив коэффициент сопротивления движению на вес мотоцикла:
Fс = μ * m * g
Где:
Ft - сила тяги (N)
m - масса мотоцикла (кг)
a - ускорение (м/с^2)
Fс - сила сопротивления движению (N)
μ - коэффициент сопротивления движению
g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с^2)
Так как мотоцикл разгоняется на горизонтальном участке пути, сила тяги должна превышать силу сопротивления движению, чтобы имело место ускорение. Иначе говоря, Ft > Fс.
3. Ускорение можно найти, разделив силу тяги на массу мотоцикла:
a = Ft / m
4. Чтобы найти время разгона, обратимся к формуле движения:
v = u + a * t
Где:
v - конечная скорость (м/с)
u - начальная скорость (равна 0, так как мотоцикл трогается с места)
a - ускорение (м/с^2)
t - время (с)
5. Используем формулу пройденного пути, чтобы найти начальную скорость:
s = u * t + (1/2) * a * t^2
Где:
s - пройденный путь (м)
Для начала рассчитаем ускорение:
Ft = m * a
214 * Fс > Fс
214 * μ * m * g > μ * m * g
214 * g > g
214 > 1
Так как условие Ft > Fс выполняется, значит, ускорение существует и считается положительным.
a = Ft / m
a = 214 * Fс / m
a = 214 * μ * m * g / m
a = 214 * μ * g
Теперь найдём начальную скорость:
s = u * t + (1/2) * a * t^2
250 = 0 * t + (1/2) * a * t^2
250 = (1/2) * a * t^2
Далее раскроем скобки и упростим:
250 = (1/2) * 214 * μ * g * t^2
250 / (1/2) = 214 * μ * g * t^2
500 = 214 * μ * g * t^2
t^2 = 500 / (214 * μ * g)
t^2 ≈ 0,011 et
t ≈ √0,011
t ≈ 0,105 с
Теперь нужно найти конечную скорость:
v = u + a * t
v = 0 + 214 * μ * g * t
v = 214 * μ * g * t
v ≈ 214 * 0,04 * 9,8 * 0,105
v ≈ 0,212 м/с
Ответ:
Время разгона около 0,105 секунд.
Скорость достигается около 0,212 м/с.
Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Формула для силы взаимодействия двух зарядов выглядит так:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между ними.
В данной задаче у нас есть два заряда: qш (заряд шара) и q (точечный заряд), а также известно расстояние между ними - L и сила взаимодействия - F.
Используя данную формулу, мы можем выразить величину заряда qш:
F = k * (|qш| * |q|) / L^2.
Подставляя известные значения, получаем:
12 мкН = k * (|qш| * 5 нКл) / (0.2 м)^2.
Далее, нам необходимо найти постоянную Кулона k. Её значение равно 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.
A=4,5 В*0,25А*90с=101,25Дж