Диффузия это беспорядочное движение молекул, когда молекулы распространяются Пример: Пшикнуть духами в одном конце комнаты, а через некоторое время пахнет в другом Виды диффузий: Различают диффузию коллоидных частиц (т. наз. броуновская диффузия) , в твердых телах, молекулярную, нейтронов, носителей заряда в полупроводниках и др. конвективная диффузия - перенос частиц в движущейся с определенной скоростью среде турбулентная диффузия – перенос частиц в турбулентных потоках изобарно-изотермическая диффузия - в многокомпонентных смесях в отсутствие градиентов давления и температуры квантовая диффузия - возможна при очень низких темп-pax в конденсиров. средах К диффузионным процессам относят также нек-рые явления, не связанные с переносом частиц. В оптике имеет место явление переноса излучения в неоднородной среде при многократных процессах испускания и поглощения фотонов, которое наз. диффузией излучение, но это явление существенно отлично от диффузии частиц, т. к. уравн. баланса для плотности потока фотонов описывается интегр. Уравн. , которое не сводится к дифференц. ур-нию диффузии. В спиновых системах в магнитном поле возможен процесс выравнивания ср. магн. момента в пространстве под влиянием спин-спинового взаимодействия - спиновая диффузия
Для решения задачи нам потребуется применение второго закона Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на его ускорение: F = m*a.
В данной задаче на грузы действуют две силы: сила тяжести и натяжение нити, направленные вдоль наклонных плоскостей. Для удобства решения задачи, давайте разложим силы тяжести и натяжения нити на составляющие, параллельные и перпендикулярные поверхности наклонных плоскостей.
Параллельная составляющая силы тяжести равна: F_тяжести_паралл = m*g*sin(α), где m - масса груза, g - ускорение свободного падения (принимаем за 9.8 м/с^2), α - угол наклона плоскости.
Перпендикулярная составляющая силы тяжести равна: F_тяжести_перп = m*g*cos(α).
Натяжение нити направлено вдоль наклонных плоскостей и равно натяжению нити на одном из грузов. Так как грузы имеют одинаковую массу, то натяжение нити оказывает равные силы на оба груза.
Теперь изобразим все известные и неизвестные силы на чертеже:
|
|
|
| F_тяжести_перп
|
----------------------------------
|
|
|
| F_тяжести_паралл
|
----------------------------------
o o
нить \_/ нить
Из треугольников, образованных силами тяжести и параллельной составляющей силы тяжести (α), можно установить соотношение между этими составляющими:
tan(α) = F_тяжести_паралл / F_тяжести_перп.
Из этого уравнения можно выразить F_тяжести_паралл через F_тяжести_перп:
F_тяжести_паралл = F_тяжести_перп * tan(α).
Теперь, зная, что натяжение нити оказывает одинаковые силы на грузы, можем записать уравнение второго закона Ньютона для каждого груза:
m*a = F_тяжести_паралл
m*a = F_тяжести_перп * tan(α)
Так как ускорения грузов одинаковые (так как массы грузов одинаковые), то можем записать систему уравнений:
1. m*a = F_тяжести_перп * tan(α) (1)
2. m*a = F_тяжести_паралл (2)
Теперь у нас есть система уравнений, которую нужно решить для определения ускорения "a" грузов.
Из уравнения (2) получаем:
m*a = m*g*cos(α).
Так как массы сокращаются, получаем:
a = g*cos(α).
Таким образом, ускорение грузов равно произведению ускорения свободного падения на косинус угла наклона наклонной плоскости. В данной задаче это будет:
a = 9.8 м/с^2 * cos(α).
Заменяя значение угла α в градусах (α = 28°), можем вычислить значение ускорения "a".
Пример:
Пшикнуть духами в одном конце комнаты, а через некоторое время пахнет в другом Виды диффузий: Различают диффузию коллоидных частиц (т. наз. броуновская диффузия) , в твердых телах, молекулярную, нейтронов, носителей заряда в полупроводниках и др. конвективная диффузия - перенос частиц в движущейся с определенной скоростью среде турбулентная диффузия – перенос частиц в турбулентных потоках изобарно-изотермическая диффузия - в многокомпонентных смесях в отсутствие градиентов давления и температуры квантовая диффузия - возможна при очень низких темп-pax в конденсиров. средах К диффузионным процессам относят также нек-рые явления, не связанные с переносом частиц. В оптике имеет место явление переноса излучения в неоднородной среде при многократных процессах испускания и поглощения фотонов, которое наз. диффузией излучение, но это явление существенно отлично от диффузии частиц, т. к. уравн. баланса для плотности потока фотонов описывается интегр. Уравн. , которое не сводится к дифференц. ур-нию диффузии. В спиновых системах в магнитном поле возможен процесс выравнивания ср. магн. момента в пространстве под влиянием спин-спинового взаимодействия - спиновая диффузия
В данной задаче на грузы действуют две силы: сила тяжести и натяжение нити, направленные вдоль наклонных плоскостей. Для удобства решения задачи, давайте разложим силы тяжести и натяжения нити на составляющие, параллельные и перпендикулярные поверхности наклонных плоскостей.
Параллельная составляющая силы тяжести равна: F_тяжести_паралл = m*g*sin(α), где m - масса груза, g - ускорение свободного падения (принимаем за 9.8 м/с^2), α - угол наклона плоскости.
Перпендикулярная составляющая силы тяжести равна: F_тяжести_перп = m*g*cos(α).
Натяжение нити направлено вдоль наклонных плоскостей и равно натяжению нити на одном из грузов. Так как грузы имеют одинаковую массу, то натяжение нити оказывает равные силы на оба груза.
Теперь изобразим все известные и неизвестные силы на чертеже:
|
|
|
| F_тяжести_перп
|
----------------------------------
|
|
|
| F_тяжести_паралл
|
----------------------------------
o o
нить \_/ нить
Из треугольников, образованных силами тяжести и параллельной составляющей силы тяжести (α), можно установить соотношение между этими составляющими:
tan(α) = F_тяжести_паралл / F_тяжести_перп.
Из этого уравнения можно выразить F_тяжести_паралл через F_тяжести_перп:
F_тяжести_паралл = F_тяжести_перп * tan(α).
Теперь, зная, что натяжение нити оказывает одинаковые силы на грузы, можем записать уравнение второго закона Ньютона для каждого груза:
m*a = F_тяжести_паралл
m*a = F_тяжести_перп * tan(α)
Так как ускорения грузов одинаковые (так как массы грузов одинаковые), то можем записать систему уравнений:
1. m*a = F_тяжести_перп * tan(α) (1)
2. m*a = F_тяжести_паралл (2)
Теперь у нас есть система уравнений, которую нужно решить для определения ускорения "a" грузов.
Из уравнения (2) получаем:
m*a = m*g*cos(α).
Так как массы сокращаются, получаем:
a = g*cos(α).
Таким образом, ускорение грузов равно произведению ускорения свободного падения на косинус угла наклона наклонной плоскости. В данной задаче это будет:
a = 9.8 м/с^2 * cos(α).
Заменяя значение угла α в градусах (α = 28°), можем вычислить значение ускорения "a".