1) почему стальные оконные решетки могут со временем намагнититься?
Намагничиваться будут не только решетки, но и любой материал, который намагнититься. Железо и большинство его сплавов - ферромагнетики. У них есть свойство намагничиваться под воздействием внешнего магнитного поля. По гипотезе Ампера, магнитное поле является следствием наличия в ферромагнетиках вихревых токов. Эти вихревые токи объединены в домены. Магнитное поле всего домена, сложенное из вихревых токов ориентированно в одну сторону. А домены по разному направлены. Внешнее поле ориентирует часть доменов (наиболее совпадающих по направлению с этим полем в одном направлении. Уже ориентированные в нужном направлении домены ориентируют соседей. Вот все.
надо еще сказать, что направление намагниченности будет разным на северном и южном полушариях, а на экваторе вообще горизонтальные прутья намагнитятся преимущественно.
2) которой требованию должен соответствовать материал, используемый для строительства научно-исследовательских кораблей, на которых ученые изучают магнитное поле Земли?
Для чего корабль? Для изучения магнитного поля. Поэтому корпус корабля НЕ ДОЛЖЕН обладать своим магнитным полем, что бы не вносить искажения. Благо, сейчас немагнитных материалов сейчас много немагнитные нержавеющие стали, например. Раньше было доступно только дерево.
1) почему стальные оконные решетки могут со временем намагнититься?
Намагничиваться будут не только решетки, но и любой материал, который намагнититься. Железо и большинство его сплавов - ферромагнетики. У них есть свойство намагничиваться под воздействием внешнего магнитного поля. По гипотезе Ампера, магнитное поле является следствием наличия в ферромагнетиках вихревых токов. Эти вихревые токи объединены в домены. Магнитное поле всего домена, сложенное из вихревых токов ориентированно в одну сторону. А домены по разному направлены. Внешнее поле ориентирует часть доменов (наиболее совпадающих по направлению с этим полем в одном направлении. Уже ориентированные в нужном направлении домены ориентируют соседей. Вот все.
надо еще сказать, что направление намагниченности будет разным на северном и южном полушариях, а на экваторе вообще горизонтальные прутья намагнитятся преимущественно.
2) которой требованию должен соответствовать материал, используемый для строительства научно-исследовательских кораблей, на которых ученые изучают магнитное поле Земли?
Для чего корабль? Для изучения магнитного поля. Поэтому корпус корабля НЕ ДОЛЖЕН обладать своим магнитным полем, что бы не вносить искажения. Благо, сейчас немагнитных материалов сейчас много немагнитные нержавеющие стали, например. Раньше было доступно только дерево.
R = ρL/S,
где ρ - удельное сопротивление (Ом*м, на практике для удобства используют размерность Ом·мм²/м), L - длина проводника (м), S - площадь сечения проводника (м²)
Или R/L = ρ/S
По условию задачи R/L - постоянная величина, поскольку постоянны R и L (сопротивление и длина проводников одинаковые). Значит, отношение ρ/S тоже постоянная величина, хотя ρ и S могут изменяться.
Тогда ρ(Al)/S(Al) = ρ(Cu)/S(Cu)
Тогда соотношение между сечениями проводов:
S(Cu)/S(Al) = ρ(Cu)/ρ(Al) - чем меньше удельное сопротивление, тем меньше нужно сечение провода, чтобы обеспечить неизменное сопротивление при неизменной длине.
Справочные данные:
ρ(Cu) = 0,017 Ом·мм²/м
ρ(Al) = 0,026 Ом·мм²/м
S(Cu)/S(Al) = 0,017/0,026 = 0,65
S(Cu) = 0,65*S(Al)
Как видно, площадь сечения медного провода меньше сечения алюминиевого провода. На первый взгляд, медный, а не алюминиевый провод дает экономию в массе. Ведь при одинаковой длине более тонкий провод легче более толстого. Но это при одинаковой плотности проводов. А медь и алюминий сильно отличаются по плотности.
Рассчитаем соотношение масс m проводов одинаковой длины L, но разной плотности d и сечения S.
Масса провода: m = Vd = LSd (V - объем провода, V=LS)
Соотношение масс:
m(Cu)/m(Al) = LS(Cu)d(Cu)/[LS(Al)d(Al)] = S(Cu)d(Cu)/[S(Al)d(Al)] =
= 0.65*S(Al)d(Cu)/[S(Al)d(Al)] = 0.65d(Cu)/d(Al)
Справочные данные:
d(Cu) = 8,9 г/см³
d(Al) = 2.7 г/см³
m(Cu)/m(Al) = 0.65d(Cu)/d(Al) = 0,65*8,9/2,7 = 2,1
m(Cu) = 2.1*m(Al)
m(Al) = m(Cu) / 2.1
Экономия абсолютная (разница масс "до и после"): m(Cu) - m(Al) =
= m(Cu) - [m(Cu)/2.1] = m(Cu)*(2.1-1)/2.1 = m(Cu)*(1.1)/2.1 = 0.52*m(Cu)
Экономия относительная (экономия абсолютная, деленная на начальную массу):0.52*m(Cu) / m(Cu) = 0.52 = 52%
Как видно, масса медного провода той же длины и с тем же сопротивлением, что и алюминиевый, в 2,1 раза больше, чем масса алюминиевого. Экономия в массе - 2,1 раза или 52%.