Дано: S = 0,7 км = 700 м; F = 20 кН = 20 000 Н; КПД = 25% (η = 0,25) Определить Q - ?Решение: В таблицах находим удельную теплоту сгорания топлива. Бензин: q = 46 МДж/кг = 46*10 (в 6 ст) Дж/кг. Если известен КПД, то без «процентов» можно записать так: η = А/Q; Работа равна А = F*S; Q = q*m ; η = FS/qm; m = FS/ ηq; Все величины известны. Вычислим m = (20 000Н* 700 м) / 0,25* 46*10 (в 6 ст) Дж/кг = 1,2 кг (округлено) . Примечание. Если вы еще не выводите «общую» формулу, то производите вычисления «по частям» . 1) Находим выполненную работу А = F*S; 2) Зная КПД, находим израсходованную энергию Q = A*100 %/КПД; 3). Определяем массу топлива. m = Q/q; Успеха Вам и «питерки» !
A = e·Δφ = 1,6·10⁻¹⁹·1000 = 1,6·10⁻¹⁶ Дж (1)
2)
Эта работа равна кинетической энергии протона:
Ek = m·V²/2 = 1,67·10⁻²⁷ · V² /2 ≈ 0,84·10⁻²⁷·V² (2)
3)
Приравняем (2) и (1)
0,84·10⁻²⁷·V² = 1,6·10⁻¹⁶
V² = 1,6·10⁻¹⁶ / 0,84·10⁻²⁷·V² ≈ 1,9·10¹¹
V = √ (1,9·10¹¹) ≈ 0,44·10⁶ м/с
4)
Сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле является и центростремительной силой:
q·B·V = m·V²/R
Радиус:
R = m·V / (q·B) = 1,67·10⁻²⁷·0,44·10⁶ / (1,6·10⁻¹⁶·0,2) ≈ 23·10 ⁻⁶ м
Период:
T = 2π·R/V = 2·3,14·23·10⁻⁶ / 0,44·10⁶ ≈ 3,3·10⁻¹⁰ c