Физика: Сломала ногу и много пропустила

Рассмотрим участок проволоки длины L.Её объём равен , масса . Тогда в этом участке электронов проводимости, их общий заряд равен .Поскольку сила тока - заряд, протекающий через сечение проводника в единицу времени, то за время через сечение проволоки протечёт заряд Представим, что все электроны проводимости движутся с одинаковой скоростью , тогда за время через сечение проволоки должен протечь заряд (за это время через сечение протекут все электроны проводимости из рассматриваемого участка проволоки)....

Сломала ногу и много пропустила

Показать ответ

Ответ:

maksgrant86

30.09.2022 13:56

Для начала приведем скорости к системе СИ
V=54 км/ч=54000 м/3600c=15м/с
U=72 км/ч=72000 м/3600c=20м/с

квадрат расстояния между автомобилями вычисляем по формуле Пифагора
d²=(L-Vt)²+(L-Ut)²
найдем производную от d²
(d²)'=2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U)
минимальное d² (и соответственно минимальное d) будет в момент времени t, когда (d²)'=0
2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U)=0
V(L-Vt)+U(L-Ut)=0
VL-V²t+UL-U²t=0
L(V+U)=t(V²+U²)
$t= \frac{L(V+U)}{V^2+U^2}$
t=450м *(15 м/c+20 м/c)/(15² м²/с²+20² м²/с²)=450 м/(225+400)м/с=25,2с

подставляем это значение t в формулу для d²
d²=(450м-15м/с * 25,2с)²+(450м-20м/с * 25,2с)²=8100 м²
d=90,0м

0,0(0 оценок)

Ответ:

katyaaalovely

04.05.2023 02:48

Рассмотрим участок проволоки длины L.

Её объём равен $V=\pi d^2L/4$ , масса $m=\rho V=\rho\pi d^2L/4$ .

Тогда в этом участке $N=\frac mM N_A$ электронов проводимости, их общий заряд равен q=eN

.

Поскольку сила тока - заряд, протекающий через сечение проводника в единицу времени, то за время

через сечение проволоки протечёт заряд Q(t)=It

Представим, что все электроны проводимости движутся с одинаковой скоростью $\upsilon$ , тогда за время $\tau=L/\upsilon$ через сечение проволоки должен протечь заряд

(за это время через сечение протекут все электроны проводимости из рассматриваемого участка проволоки). С другой стороны, этот заряд равен $Q(\tau)$ . Эти два выражения можно приравнять и найти из них искомую скорость $\upsilon$ :

$Q(L/\upsilon)=e\dfrac mMN_A\\ I\cdot\dfrac L\upsilon=eN_A\dfrac{\rho\pi d^2L/4}{M}\\ \upsilon=\dfrac{4IM}{\pi eN_A\rho d^2}$

Подставляем значения:
$\upsilon=\dfrac{4IM}{\pi eN_A\rho d^2}=\dfrac{4\cdot30\cdot0.108}{3.14\cdot 1.6\cdot10^{-19}\cdot 6.02\cdot10^{23}\cdot10.5\cdot10^3\cdot10^{-6}}$
v = 0.004 м/с = 4 мм/с

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика