Законы сохранения в механике


НазваниеЗаконы сохранения в механике
страница3/3
Дата публикации07.06.2013
Размер284 Kb.
ТипЗакон
referatdb.ru > Физика > Закон
1   2   3

Закон Архимеда: выталкивающая сила равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом,

Задачи для самостоятельного решения

1. В цилиндрическое ведро диаметром 25 см налито 12 л воды. Каково давление воды на стенку ведра на высоте 10 см от дна?
2. Полый алюминиевый шарик в воде весит 25 Н, а в бензине – 35 Н. Каков объем полости?
3. С какой высоты должно падать тело, плотность которого 0,4 г/см3, чтобы оно погрузилось в воду на глубину 6 см? Сопротивление воды и воздуха при движении не учитывать.

4. На поршень медицинского шприца, площадь которого 1 см2 давят с силой 30 Н. С какой скоростью вытекает из иглы шприца вода?

5. Подвал, площадь которого S и глубина h , заполнен водой. Насос выкачивает воду и подает ее на поверхность земли через цилиндрический шланг диаметром d. Какую работу совершит насос, выкачав всю воду за время t ?
Электромагнетизм

Электромагнитное взаимодействие ответственно за большинство явлений повседневной жизни. Полярная связь, водородная связь, силы Ван-дер-Ваальса, ковалентная связь – все это электромагнитные явления. Взаимодействия внутри биологических клеток, так же как и сигналы, которыми они обмениваются, являются электромагнитными. Электромагнитная энергия может излучаться : свет, тепло, рентгеновское излучение, радио и телевидение, Интернет и даже звук можно рассматривать как электромагнитное явление, поскольку волны давления в воздухе или твердых телах вызываются колебаниями плотности атомов или молекул, а атомные и молекулярные силы являются электромагнитными по своей природе.

Электромагнитные явления можно поделить на три вида:
1. Заряды неподвижны – электростатика;
2. Заряды движутся с постоянной средней скоростью в электрической цепи – электрический ток;
3. Движущиеся с ускорением заряды излучают энергию в пространство – электромагнитные волны.

Статическое электричество
Бенджамин Франклин предположил, что притяжение и отталкивание заряженных тел можно объяснить недостатком или избытком электрической жидкости. Наружные электроны атомов часто слабо связаны с ядром в разных веществах силы различны, потому электроны могут переходить от одного тела к другому. Электризация диэлектриков более выражена потому, что электроны, попавшие в диэлектрик оказываются локализованными.

Разделение электрических зарядов может приводить к драматическим эффектам в природе. Почти любое вещество, которое скользит или проносится мимо других объектов, захватывает или теряет электроны. Движущийся автомобиль (особенно в пустыне), капли воды в облаках, нити ткацких станков, горючее при заправке транспорта – могут получать большие заряды.

Примеры и задачи:

  1. Какой заряд получил бы алюминиевый шарик радиусом 1 см, если бы каждый атом его потерял один электрон?

  2. Напряженность электрического поля у поверхности земли 130 В/м. Каков заряд Земного шара?
    3. В воздухе пробой происходит при напряженности 3 106 В/м. Какой максимальный заряд можно сообщить шарику радиусом 1 см? Сравнить силу тяжести и кулоновскую силы, действующие на алюминиевый шарик радиусом 1 см, имеющий максимально возможный заряд.
    4. Водяная капля имеет электрический заряд, равный одному электрону. Определите массу, радиус капли и число молекул в ней, если известно, что действие силы тяжести на каплю уравновешивается действием электрического поля Земли.

  1. Определите силу электрического взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода. Среднее расстояние электрона от ядра атома считать равным 1 10-10 м.


Электрический ток
Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током.

= . Плотность тока j = ρ v , где ρ – плотность заряда, v – его скорость. Плотность тока – это ток, протекающий через единичную площадку; она измеряется в Кл×м-2×с-1 или А/м2. Если n – число электронов проводимости в единице объема, то плотность тока j = n e v.

Квантовая теория утверждает, что электроны проводимости могут проходить в веществе расстояния, во много раз превышающие размеры атома, прежде чем испытают столкновение с атомом.

Пусть L – средняя длина свободного пробега, тогда среднее время между столкновениями Δt = , где u – средняя скорость электронов проводимости (направление u меняется хаотически, и это движение не приводит к появлению результирующего тока). Если к участку проводника приложено напряжение (разность потенциалов), то на каждый электрон проводимости в металле будет действовать сила eE. Под действием этой силы за время Δt каждый из электронов проводимости приобретет скорость дрейфа Δu , которую можно определить из второго закона Ньютона .

Силу тока в проводнике сечением S получаем . Разность потенциалов на проводнике длиной l равна El. Подставляя вместо Е величину сопротивление проводника длиной l можно вычислить. Если скорость u постоянна, то и R остается постоянным, т.е. выражение для сопротивления можно записать в виде , где коэффициент пропорциональности ρ называется удельным сопротивлением.

Закон Ома .
Задачи для самостоятельного решения
1. По медному проводнику сечением 1 мм2 течет ток 1 А. Определить среднюю скорость дрейфа электронов проводимости, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

2. Сила тока в проводнике нарастает по линейному закону от 0 до 6 А в течение 2 с. Определите величину заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за это время.
3. Электропечь должна за 10 минут выпаривать воду массой 1 кг, взятой при 20оС. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечением 0,5 мм2, используемой в качестве нагревателя, если печь предназначена для напряжения 120 В и ее к.п.д. 80%?

4. При серебрении пластинки через раствор азотно-кислого серебра проходит ток плотностью 0,2 А/см2. С какой средней скоростью растет толщина серебряного покрытия пластинки?

5. Моток проволоки, изготовленной из материалов, указанных в таблице, имеет сопротивление R и массу m. Найти длину проволоки и площадь поперечного сечения ее.

материал

m, кг

R, Ом

σ, Ом м

ρ,кг/м3

медь

0,21

0,83

1,7 10-8

8,9 103

алюминий

3,24

16,1

2,8 10-8

2,7 103

серебро

0,014

0,39

1,6 10-8

10,5 103

сталь

14,1

23,2

12 10-8

7,8 103

нихром

0,11

39,6

110 10-8

8,4 103



З а д а ч и олимпиад

1.Тело падает с высоты h без начальной скорости. Найти среднюю скорость движения на нижней половине пути. Сопротивление воздуха не учитывать.

2. По наклонной плоскости с углом наклона 30о вверх толкнули шарик. В точке, расположенной на расстоянии 50 см от начала плоскости, шарик побывал дважды с промежутком времени 2 с. С какой скоростью толкнули шарик и через сколько времени он вернулся в начальную точку?

3. Камень, брошенный под углом α к горизонту со скоростью Vo, летел по параболической траектории. По той же траектории с постоянной скоростью Vo летит птица. Чему равно ее ускорение в верхней точке траектории?

4. Уровень воды в цилиндрическом сосуде находится на высоте 22 см от дна. Когда в сосуд опускают плавать тонкостенный медный стакан, уровень воды поднимается на 2 см. Каким будет уровень воды, если стакан утопить?

5. Однородный металлический шар, масса которого 1 кг, а плотность 2000 кг/м3 погрузили в воду и отпустили. Найти кинетическую энергию шара в момент времени, когда он погрузился на глубину 10 м. Сопротивлением воды пренебречь.

6. Быстро откачивая воздух из сосуда, в котором находится небольшое количество воды при 0оС, можно превратить воду в лед. Какая часть воды замерзнет?

7. Стационарный пучок электронов со скоростью V падает на металлический шарик радиуса r, закрепленный на изолированной подставке. Сколько электронов накопится на шарике?

8. При напряжении в сети 120 В вода в чайнике закипает через 20 минут, при напряжении 110 В – через 28 минут. Через сколько времени закипит вода, если напряжение упадет до 100 В? Потери тепла пропорциональны времени.

9. Над углом квадратного стола с длиной стороны 1 м на высоте 1 м расположен точечный источник света 25 кд. Определить световой поток, падающий на поверхность стола.

10. Спутник Солнца – шар, половина поверхности которого зеркальна, другая половина черная. Какой стороной спутник повернется к Солнцу?
1   2   3

Похожие рефераты:

Урока: Повторение и систематизация знаний по теме «Законы сохранения в механике»
А образовательная: Обеспечить повторение и систематизацию знаний по теме «Закон сохранения механической энергии», закрепление умений...
Урока: Образовательная
Образовательная: сформировать у учащихся понятие о мощности, обобщить знания учащихся по теме «Законы сохранения в механике»
Обобщающий урок по физике “Законы сохранения в механике”
На подготовку учащимся отводится от одной до двух недель, сообщаются теоретические вопросы, примерный уровень задач по данной теме,...
Методические рекомендации по решению задач. Тема «Законы сохранения в механике»
Задачи такого плана могут относиться ко всем разделам школьного курса физики. Предлагаемый материал может быть полезен при подготовке...
Закон сохранения энергии в механике определяется как
Какому распределению соответствует распределение молекул идеального газа по скоростям?
Курс лекций по гидравлике и аэродинамике Введение
Как в классической механике в гидравлике можно выделить обще­принятые составные части: гидростатику, изучающую законы равновесия...
Экзаменационные вопросы по дисциплине «Теоретические основы химии»
Основные законы химии: закон сохранения материи и энергии; закон сохранения массы вещества; закон постоянства состава химических...
Закон сохранения энергии в механике. Пример упругий и неупругий удар
Физические величины. Скаляр. Вектор. Тензор. Системы физических величин. Система си – основные единицы измерения
Закон сохранения энергии в механике
Плоское вращение. Угловая скорость, ускорение. Связь между векторами скорости и угловой скорости материальной точки
Закон сохранения энергии в механике
Плоское вращение. Угловая скорость, ускорение. Связь между векторами скорости и угловой скорости материальной точки

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза