Чему равен вес велосипеда. Велосипедист массой 70 кг движется со скоростью 54 км/ч по закругленному участку трека радиусом 45 м. Определите приблизительно вес велосипедиста. Полотно трека наклонено к горизонтальной поверхности под некоторым углом. Значение ускорения свободного падения считать равным м с
Дано:
υ = 2 км/ч = 0,56 м/с
η = 72%
I = 360 А
U = 470 В
Найти:
F(реал.) - ?
1) Для начала мы найдем сначала мощность тока электротрактора:
P = U×I - мощность тока электротрактора
P = 470 В × 360 А = 169200 Вт
2) Далее мы находим мощность реального электротрактора:
P(реал.) = P×η/100% - мощность реального электротрактора
P(реал.) = 169200 Вт × 72%/100% = 169200 Вт × 0,72 = 121824 Вт
3) И теперь находим силу тяги этого реального электротрактора:
F(реал.) = P(реал.)/υ - сила тяги этого реального электротрактора.
F(реал.) = 121824 Вт/0,56 м/с = 121824Дж/с / 0,56 м/с ≈ 217543 Дж/м ≈ 217543 Н×м/м ≈ 217543 Н
ответ: F(реал.) = 217543 Н
Теория
Фотоэффект - вырывание электронов из вещества под действием света.
Движущиеся электроны образуют электрический ток (фототок). При изменении напряжения меняется сила тока. График зависимости I от U - вольтамперная характеристика. При малых напряжениях не все вырванные из катода электроны достигают анода, при увеличении напряжения их число возрастает. При некотором напряжении все вырванные светом электроны достигают анода, тогда устанавливается ток насыщения Iн, при дальнейшем увеличении напряжения ток не изменяется.
При увеличении интенсивности падающего излучения наблюдается возрастание тока насыщения, пропорционального числу вырванных электронов. 1-й закон фотоэффекта утверждает, что количество электронов, вырванных светом с поверхности металла, пропорционально поглощенной энергии световой волны.
Для измерения кинетической энергии электронов нужно поменять полярность источника тока. На графике этому случаю соответствует участок при U < 0, на котором фототок падает до нуля. Теперь поле не разгоняет, а тормозит фотоэлектроны. При некотором напряжении, названном задерживающим U3, фототок исчезает. При этом все электроны будут остановлены полем, затем поле вернет их в бывший катод, подобно тому, как брошенный вверх камень будет остановлен полем тяготения Земли и возвращен снова на Землю.
Работа сил электрического поля A = qU3, затраченная на торможение электрона, равна изменению кинетической энергии электрона, то есть mv2/2 = qU3, где m - масса электрона, v - его скорость, q - заряд. Т.е., измеряя задерживающее напряжение U3, мы определяем максимальную кинетическую энергию. Оказалось, что максимальная кинетическая энергия электронов зависит не от интенсивности света, а только от частоты. Это утверждение называют 2-м законом фотоэффекта.