4. Сколько нужно сжечь бензина, чтобы расплавить 5 т чугуна. Начальная температура
чугуна 100 градусов Цельсия? Потерями теша пренебречь. (Удельная теплота сгорания
бензина 46 *10⁶ Дж/кг, удельная теплоемкость нугуна 540 Дж/(кг °С), удельная
температура плавления 9,6*10⁴ Дж/кг, температура плавления 1200°C)
Объяснение:
1. Дано:
m = 600 кг
α = 20°
F - ?
Согласно первому и второму закону Ньютона
( При v = const ( следовательно а = 0 м/с² ) )
F - mgsinα = 0 ( Докажите самостоятельно )
F = 600 * 10 * sin20° ≈ 2050 Н
2. Дано:
m = 10 кг
а = 2,5 м/с²
Р - ?
Согласно второму закону Ньютона
ma = N - mg
Где N - сила реакции опоры
N = m( g + a )
Но P = | N | , При N > 0 Н
Р = m( g + a )
P = 10( 10 + 2,5 ) = 125 Н
3. Дано:
h = 40 м
L = 400 м
μ = 0,05
v - ?
Согласно ЗСЭ
mgh = ( mv² )/2 + Aтр.
mgh = ( mv² )/2 + Fтр.L
mgh = ( mv² )/2 + μNL
Согласно первому и второму закону Ньютона
N - mgcosα = 0 ( Докажите самостоятельно )
Где α - угол наклона наклонной плоскости ( относительно горизонта )
Отсюда
N = mgcosα
mgh = ( mv² )/2 + μmgcosαL
При v << c следовательно m = const
gh = v²/2 + μgcosαL | * 2
2gh = v² + 2μgcosαL
v = √( 2gh - 2μgcosαL )
v = √( 2g( h - μcosαL ) )
Согласно теореме Пифагора и базовым понятием тригонометрии
cosα = √( L² - h² )/L ( Докажите самостоятельно )
Тогда
v = √( 2g( h - ( μL√( L² - h² ) )/L ) )
v = √( 2g( h - μ√( L² - h² ) ) )
v = √( 2 * 10( 40 - 0,05√( 400² - 40² ) ) ) ≈ 20 м/с
4. Дано:
m = 50 кг
R = 4 м
v = 6 м/с
P - ?
Согласно второму закону Ньютона
При прохождении среднего положения равновесия ( низшей точки траектории )
maцс. = mg - N
N = m( aцс. + g )
При aцс. = v²/R
N = m( v²/R + g )
Р = | N | , Т.к. N > 0 Н
Р = m( v²/R + g )
Р = 50( 6²/4 + 10 ) = 950 Н
Свободные электроны в проводнике хаотически распространены и направленно не перемещаются.
Если к концам проводника приложить разность электрических потенциалов (подключить источник тока) , то электроны, как электрически заряженные элементарные частицы с отрицательным потенциалом, начинают упорядочено перемещаться от отрицательного полюса источника тока к положительному.
При этом электроны, приобретя кинетическую энергию, сталкиваются с атомарно-молекулярной структурой проводника, увеличивая их амплитуду колебаний вокруг среднего положения. А это есть ни что иное, как тепло. Чем больше амплитуда колебаний атомов и молекул от среднего значения - тем более горячее становится вещество, в данном случае материал проводника (металлического или иного, где есть свободные электроны).
2) Закон Дж.Ленца:
при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику.
3)Если обозначить количество теплоты, создаваемое током, буквой Q (Дж), ток, протекающий по проводнику - I, сопротивление проводника - R и время, в течение которого ток протекал по проводнику - t, то закону Ленца - Джоуля можно придать следующее выражение:
Q = I^2Rt.
Так как I = U/R и R = U/I, то Q = (U2/R) t = UIt.