2. Працягнеце прапанову. Рычагом можа служыць a) любое цела; б) цвердае цела; в) цвёрдае цела,
здольнае круціцца вакол кропкі апоры, г) нахільная
плоскасць.
3. Знайдзіце сілу, якая дзейнічае на рычаг, калі момант сілы
= 20-м, а плячо - = 40 см
7.
рь
4. Якую сілу трэба прыкласці
чалавечку (см, мал. ), каб падняць
кошык масай т = 30 кг
Для начала, нам нужно найти массу вытесненного воздухом водорода. Масса водорода можно вычислить, умножив плотность водорода на его объем. Плотность водорода составляет около 0,089 г/см^3. Однако, в данном случае, объем дан в метрах кубических, поэтому нам потребуется преобразовать единицы измерения:
1 м^3 = 1000000 см^3
Таким образом, масса водорода можно найти по следующей формуле:
Масса водорода = Плотность водорода * Объем водорода
Масса водорода = 0,089 г/см^3 * 1000000 см^3
Масса водорода = 89000 г
Теперь у нас есть масса вытесненного воздухом водорода. Подъемная сила, действующая на шар, будет равна массе вытесненного воздухом водорода, умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м/с^2):
Подъемная сила = Масса водорода * Ускорение свободного падения
Подъемная сила = 89000 г * 9,8 м/с^2
Однако, данная масса выражена в граммах, а для удобства лучше перевести ее в ньютоны, используя соотношение:
1 ньютон = 0,001 килограмма
Таким образом, можно преобразовать массу водорода в килограммы:
Масса водорода (кг) = 89000 г * 0,001 кг/г = 89 кг
Теперь мы можем вычислить подъемную силу:
Подъемная сила = Масса водорода (кг) * Ускорение свободного падения
Подъемная сила = 89 кг * 9,8 м/с^2
Подъемная сила = 872,2 Н (ньютон)
Итак, подъемная сила шара объемом 100м^3, наполненного водородом и пренебрегая массой оболочки, составляет 872,2 Н.
1. Чтобы найти силу тока, протекающего по обмотке тороида, нам понадобятся такие физические величины, как количество витков обмотки и магнитный поток внутри тороида.
Исходные данные:
- Наружный диаметр тороида (d1) = 40 см = 0.4 м
- Внутренний диаметр тороида (d2) = 20 см = 0.2 м
- Количество витков обмотки (N) = 900
- Магнитный поток внутри тороида (Ф) = 140 мкВб = 140 * 10^(-6) Вб
Для начала, найдем средний радиус тороида, который можно рассчитать как среднее арифметическое между внутренним и наружным радиусами:
r_avg = (d1 + d2) / 2 = (0.4 + 0.2) / 2 = 0.3 м
Теперь мы можем использовать формулу, связывающую магнитный поток, силу тока и число витков обмотки:
Ф = μ₀ * N * I * S,
где μ₀ - магнитная постоянная (μ₀ = 4π * 10^(-7) Вб/(А * м)),
I - сила тока (в амперах),
S - площадь поперечного сечения провода.
Нам известны значения Ф, N и S (так как у нас тороид квадратного сечения, то его площадь сечения будет S = a * a, где a - длина стороны квадратного сечения). Поэтому наша задача - найти силу тока I.
Для вычисления S рассчитаем длину стороны квадратного сечения тороида. Для этого найдем разность наружного и внутреннего радиусов:
Δr = r_avg - r_min = 0.3 - 0.1 = 0.2 м.
Так как у нас квадратное сечение, то длина стороны квадрата будет равна двойному значению разности радиусов:
a = 2 * Δr = 2 * 0.2 = 0.4 м.
Теперь рассчитаем площадь сечения:
S = a * a = 0.4 * 0.4 = 0.16 м².
Теперь мы можем решить уравнение для I:
Ф = μ₀ * N * I * S.
Подставим известные значения и найдем силу тока:
140 * 10^(-6) = 4π * 10^(-7) * 900 * I * 0.16.
Делим обе части уравнения на значения μ₀ * N * S:
I = 140 * 10^(-6) / (4π * 10^(-7) * 900 * 0.16).
Выполняем необходимые вычисления и получаем:
I ≈ 2.92 А.
Ответ: Сила тока, протекающего по обмотке тороида, составляет примерно 2.92 А.
Теперь перейдем ко второму вопросу.
2. Чтобы вычислить ускорение протона в начальный момент времени, когда его скорость направлена параллельно магнитному полю, нам понадобятся такие физические величины, как скорость протона и магнитное поле.
Исходные данные:
- Скорость протона (υ) = 100 км/с = 100000 м/с
- Магнитное поле (B) = 3 мТл = 3 * 10^(-3) Тл
Для начала, найдем силу Лоренца, которая действует на заряженную частицу в магнитном поле. Формула для силы Лоренца:
F = q * (υ × B),
где q - заряд частицы,
υ - скорость частицы,
B - магнитное поле.
У протона заряд равен элементарному заряду:
q = e = 1.6 * 10^(-19) Кл.
Векторное произведение скорости и магнитного поля будет направлено перпендикулярно плоскости, определенной этими векторами, и по модулю будет равно произведению модулей векторов на синус угла между ними:
F = q * υ * B * sin(θ),
где θ - угол между скоростью протона и магнитным полем.
В данном случае угол между скоростью протона и магнитным полем равен 0 градусов, так как скорость протона направлена параллельно магнитному полю. Следовательно, sin(θ) = sin(0) = 0, и сила Лоренца будет равна нулю.
Ускорение протона можно найти, применив второй закон Ньютона:
F = m * a,
где m - масса протона,
a - ускорение протона.
Масса протона составляет:
m = 1.67 * 10^(-27) кг.
Подставим известные значения и решим уравнение для ускорения:
F = m * a,
0 = 1.67 * 10^(-27) * a.
Получаем, что ускорение протона равно нулю.
Ответ: Ускорение протона в начальный момент времени, когда его скорость параллельна магнитному полю, равно нулю.