Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока описывается уравнением: u=50cos(100πt), где все величины выражены в СИ. Емкость конденсатора 2 мкФ. Определите заряд на конденсаторе через T/6 после начала колебаний. Запишите ответ в мкКл, округлив до целого.
m = 800 т = 8*10⁵ кг
t = 0,5 мин = 30 с
v = 36 км/ч = 10 м/с
v₀ = 0
μ = 0,1
<N> - ?
Запишем 2 закон Ньютона в векторной форме
Fт + mg + N + Fтр = ma - над всеми слагаемыми пишем вектора
Теперь тот же закон в проекциях на координатные оси
OX : Fт - Fтр + mgx = max
OY : N - mgy = 0
N = mgy = mg*cos(α)
Fтр = μ*N = μmg*cos(α)
mgx = mg*sin(α)
ax = a = (v - v₀)/t = 10 м/с / 30 с = 0,33 м/с²
Fт - μmg*cos(α) + mg*sin(α) = ma
Fт = ma + μmg*cos(α) - mg*sin(α)
Fт = m(a + μg*cos(α) - g*sin(α))
Fт = 8*10⁵ кг * (0,33 м/с² + 0,1 * 10 м/с² * cos(5°) - 10 м/с² * sin(5°)) = 8*10⁵ кг * ( 0,33 м/с² + 0,996 м/с² - 0,872 м/с²) = 8*10⁵ кг * 0,454 м/с² = 3,6*10⁵ Н
<v> = (v + v₀) / 2 = (10 м/с + 0) / 2 = 5 м/с
<N> = Fт * <v> = 3,6*10⁵ Н * 5 м/с = 1,8*10⁶ Вт = 1,8 МВт
Fтр = μ * Fт, где μ - безразмерный коэффициент трения, Fт - сила тяжести, действующая на тело и равная произвдению mg.
Для равномерного движения тела надо приложить к нему силу, компенсирующую силу трения. Отсюда можно было бы найти коэффициент трения:
μ = Fтр / Fт = 1 Н / (0,5 кг * 10 Н/кг) = 0,2
Однако он нам в общем-то и не нужен. Ведь ускорение бруску придаст именно приложенная сверх силы трения сила, т.е.
F = F2 - Fтр
И ускорение, как мы наверное знаем, будет равно:
a = F/m
Подставляем: F = 3 Н - 1 Н = 2 Н
a = 2 Н / 0,5 кг = 4 м/ с^{2}