Визначте опір електрокипятильника,який за 5 хвилин нагріває 0,2кг води від 14°С до кипіння,за умови,що по його обмотці протікає 2А.Втратами енергії знехтуйте.
Питома теплоємність води=4200 Дж/кг*°С
ХЛП

Закон Гука для упругой деформации имеет вид: σ=Е·ε,

где σ – механическое напряжение,

Е – модуль Юнга (модуль упругости),

ε – относительное удлинение.

Механическое напряжение равно σ=hello_html_578a02ee.gif а ε=hello_html_4f9151c.gif следовательно закон Гука:

hello_html_m1c6c9d4c.gifЕ·hello_html_m1d6e9db0.gif ,

где ∆l – абсолютное удлинение, l – начальная длина резинового жгута;

S – площадь поперечного сечения жгута, F – деформированная сила.

Измеривши F, S, ∆l можно найти модуль Юнга для данного материала (резины).

Ход работы.

1. Определить площадь поперечного сечения жгута.

Если в разрезе жгут круглый, определите штангенциркулем его диаметр d, если жгут в разрезе имеет форму прямоугольника, измеряйте его толщину а и ширину б.

Воспользуйтесь соотношением 1мм = 10-3м, отсюда 1мм2 = 10-6м2. Запишите d = … (мм) = … (м), или

а = …(мм) = … (м), б = …(мм) = …(м)

2. Вычислите значение площади поперечного сечения жгута:

S = hello_html_m4537f329.gif = …(м2) или а·б = …(м2)

IMG.jpg

3. Нанести на резиновом шнуре две метки (А и В) на расстоянии l0 друг от друга (около 10см) и измерить это расстояние:

l0= …. (см) = …..( м).

4. Закрепить короткий конец шнура в лапке штатива, а к длинному концу подвесить груз массой m1 = …(Н).

5. Снова измерить расстояние между метками на шнуре l1= …(см) = ….(м).

6. Рассчитайте абсолютное удлинение шнура (для 4 случаев)

Δl1 = l1 - l0 =….(см) = ….(м);

Δl2 = l2 - l0 =….(см) = ….(м);

Δl3 = l3 - l0 =….(см) = ….(м);

Δl4 = l4 - l0 =….(см) = ….(м).

7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

№

п/п

Результаты измерений

Результаты вычислений

a,

м

b

м

m,

кг

lo,

м

l1-4,

м

l1-4,

м

S,

м2

E1-4,

Па

1

2

3

4

8. По формуле hello_html_m1c6c9d4c.gifЕ·hello_html_m1d6e9db0.gif вычислите значение модуля Юнга для каждой пары Δl и F (следует Δl выразить в метрах):

Е1hello_html_m1503b679.gif·hello_html_75d540c3.gif ; Е₂hello_html_4eae7e99.gif·hello_html_803ce5f.gif ; Е₃hello_html_m644f6e54.gif·hello_html_mfd29df4.gif ; Е₄hello_html_m2284e91c.gif·hello_html_a10915b.gif .

9. Вычислите среднее арифметическое значение модуля Юнга:

Еср. = hello_html_m13574d85.gif = … (Па)

10. Вычислите погрешности измерения, воспользовавшись данными:

Δl = 1,5 мм; Δа = Δб = Δd = 0,1 мм; ΔF = 0,1Н.

Относительная погрешность измерения:

ε = hello_html_3955a41.gif + hello_html_599a9faf.gif + hello_html_737b144d.gif+ … (Если S = а·б, F=Fср. = hello_html_m3ba48045.gif.

Абсолютная погрешность измерения Е равна: ∆Е = ε·Еср. = … (Па).

11. Запишите полученный результат: Е = Еср.±∆Е (Па).

Объяснение:

Задача 1.

Рассчитать суммарную активность трития, образовавшегося в результате испытания ядерного оружия до 1970 г., если общий эквивалент ядерных взрывов составил 220 Мт.

Решение.

Образование трития при испытании ядерного оружия составляет 2.6*1013 Бк/Мт.

До 1970 г. общий эквивалент ядерных взрывов составил 220 Мт.

Образование трития:

220 Мт·2.б·1013 Бк/Мт = 5.7·1015 Бк.

Задача 2.

По санитарным нормам допустимая плотность потока быстрых нейтронов составляет :

I0 = 20 n·см-2·с-1.

Определить на каком минимальном расстоянии от источника, интенсивностью S = 106 n/с, можно работать без дополнительной защиты.

Решение.

Плотность потока нейтронов I(r) на расстоянии r от источника определяется соотношением :

I(r) = S / (4/3πr2)

(1)

Минимальное безопасное расстояние из соотношения (1) :

Задача 3.

Индивидуальная доза облучения, полученная в результате воздействия источника 60Со в течении 10 с, составила 100 Гр. Сколько фотонов γ-излучения попало при этом в организм человека, если каждый фотон теряет в тканях тела около 40 % своей энергии ?

Решение.

При распаде 60Cо образуется 2 γ-кванта с энергией 1.33 и 1.17 МэВ. Каждая такая пара фотонов выделит в тканях человека (1.33+1.17)·0.4 = 1 МэВ = 1.3·10-13 Дж.

Для человека весом 75 кг поглощенная доза от одной пары фотонов составит

При получении дозы 100 Гр число фотонов, попавших в организм, составит

Задача 4.