В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
Nicalat
Nicalat
21.12.2020 06:43 •  Физика

Работа и преобразование энергии, эффективность 1. Как изменяется внутренняя энергия стального блока, когда блок

при шлифовании работает шлифовальный станок 1500 Дж и на шлифовальный станок уходит 1200 Дж тепла?

Насколько велика эффективность?

2. Кинетическая энергия свинцового шара массой 10 г составляет 300 Дж.

Как изменяется внутренняя энергия сферы, если вся кинетическая энергия, доступная на сфере

становится его внутренней энергией?

!

Показать ответ
Ответ:
malyovana2014
malyovana2014
12.11.2020 16:18
Если пренебречь сопротивлением воздуха и считать снаряд материальной точкой, то задача о движении снаряда, выпущенного из пушки под углом α к горизонту с начальной скоростью v, сводится к известной задаче о движении тела, брошенного под углом к горизонту.
Наложим на систему декартовы координаты, совместив их начало с пушкой и рассмотрим снаряд как материальную точку, участвующую одновременно в двух движениях - по оси х и оси y.
Тогда в некий момент времени t можно записать следующие уравнения для скорости точки:
\displaystyle v_x=v\cos\alpha \\ v_y=v\sin\alpha-gt
Уравнение перемещения точки по осям будет иметь вид
\displaystyle x=vt\cos\alpha \\ y=vt\sin\alpha-\frac{gt^2}{2}
В любой точке М квадрат расстояния r² от начала координат до этой точки может быть найден по теореме Пифагора. Мы ищем квадрат, чтобы не заморачиваться извлечением квадратного корня, поскольку сама величина r нам не нужна.
\displaystyle L_M=r_M^2=x_M^2+y_M^2=(vt\cos\alpha)^2+\left(vt\sin\alpha-\frac{gt^2}{2}\right)^2
Чтобы определить области убывания функции L(t), нужно найти значения t при которых производная L'(t) будет отрицательной.
Упростим L(t), раскрыв скобки и используя основное тригонометрическое тождество, а затем найдем производную.
\displaystyle L(t)=t^2v^2-vt^3g\sin\alpha+\frac{1}{4}g^2t^4 \\ \frac{dL}{dt}=2tv^2-3vt^2g\sin\alpha+g^2t^3=t(2v^2-3vtg\sin\alpha+g^2t^2)
Осталось решить неравенство \displaystyle 2v^2-3vtg\sin\alpha+g^2t^2\ \textless \ 0
Сначала определим точки, где левая часть обращается в ноль, а потом найдем необходимые интервалы. Получается квадратное уравнение относительно t; его решение тривиально и приводить я его не буду.
Получаем два корня,которые можно записать одним выражением:
\displaystyle \frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha\pm\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right)
Отсюда мы получаем область допустимых значений sin(α) ∈ [2√2/3;1] - значение 1 берем из условия, что углы больше 90° не рассматриваются.
С некоторым приближением можно записать α ∈ [70.53°;90°]
Первый (меньший) корень задает нам точку, начиная с которой расстояние  между пушкой и снарядом начинает сокращаться.
t_1=\displaystyle \frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha-\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right)
Второй (больший) корень задает точку, после прохождения которой расстояние снова начинает увеличиваться.
t_2=\displaystyle \frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha+\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right)
Но для t₂ необходимо учесть, что наши формулы рассматривают процесс движения тела до бесконечности, а в реальности снаряд может падать ниже уровня пушки лишь разве что в овраг... Поэтому достаточно ограничиться временем движения снаряда при достижении им горизонта пушки, т.е. у=0 в нашей системе координат.
Для этого находим решение уравнения у=0
\displaystyle vt\sin\alpha-\frac{gt^2}{2}=0 \\ t\left(v\sin\alpha-\frac{gt}{2}\right)=0 \to t_1=0 \\ v\sin\alpha-\frac{gt_2}{2}=0 \to t_2= \frac{2v\sin\alpha}{g}
Тривиальное решение t₁=0 нас не интересует, а вот t₂ - то, что нужно.
Окончательно получаем решение
\displaystyle t \in \left[t_1;\min\left(t_2,\frac{2v\sin\alpha}{g}\right)\right], \\
t_1=\frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha-\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right) \\ \\
t_2=\frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha+\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right) \\ \\
\alpha \in [70.53^\circ;90^\circ]
Если интересует длительность промежутка времени, в который приближение происходит, она равна
\displaystyle \min\left(t_2,\frac{2v\sin\alpha}{g}\right)\right]-t_1
Если минимум равен t₂, получаем решение
\displaystyle \frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha+\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right)- \frac{v}{2g}\left(3\sin\alpha-\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}\right)= \\ \\ \frac{v}{g}\cdot\sqrt{1-9\cos^2 \alpha}, \ \alpha \in [70.53^\circ;90^\circ]

Сборник по под редакцией савченко. 1.3.30* звучит так (дословно) снаряд вылетает из пушки со скорост
0,0(0 оценок)
Ответ:
WhataMataFon
WhataMataFon
11.07.2020 21:22
Предлагаю Вашему вниманию неклассический решения. он пригоден для случая если лень вспоминать формулы и лень их выводить на основании законов сохранения.
есть две шайбы массами М и m скорость одной V другой v
центр масс системы движется со скоростью (M*V+m*v)/(M+m)
тело m относительно центра масс двигалось со скоростью v - (M*V+m*v)/(M+m) до столкновения и со скоростью -v + (M*V+m*v)/(M+m) после упругого столкновения. скорость после упругого столкновения тела m относительно исходной системы отсчета равна u = -v + 2(M*V+m*v)/(M+m)
подставим значения масс и известных скоростей
u = -v + 2(M*V+m*v)/(M+m)= -v + 2(M*0+0,1*v)/(0,2+0,1)=v*(-1 + 2/3)=-v/3
модуль скорости тела после удара в 3 раза меньше модуля исходной скорости. значит кинетическая энергия (пропорциональная квадрату скорости) после удара уменьшилась в 9 раз
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота