Все количество тепла, выделяемого при конденсации 4 кг водяного пара при температуре 100 ° C, используется для плавления куска льда при 0 ° C. Масса кубиков льда: (n = 330 кДж / кг, L = 2,3 МДж / кг)
Два тела масс m1 и m2, связанные невесомой нитью, лежат на гладкой горизонтальной поверхности. Нить обрывается, если сила её натяжения превышает значение Tm. C какой максимальной горизонтальной силой F можно тянуть второе тело, чтобы нить не оборвалась?
Задача №2.1.82 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
m1, m2, Tm, Fm−?
Решение задачи:
Схема к решению задачиПотянем второе тело с такой силой Fm, что сила натяжения нити, соединяющей тела, станет очень близка по величине к Tm, но ещё не разорвется.
По условию поверхность, по которой движутся тела, гладкая, значит сил трения нет. Покажем на схеме все силы, действующие на тела, потом запишем второй закон Ньютона для обоих тел в проекции на ось x. Ускорения рассматриваемых тел, естественно, одинаковые.
{Fm—Tm=m2aTm=m1a
Сложим оба выражения системы, а из полученного выразим ускорение a.
Fm=(m1+m2)a
a=Fmm1+m2
Подставим формулу в последнее выражение системы, а оттуда выразим искомую силу Fm.
Tm=Fmm1m1+m2
Fm=Tm(m1+m2)m1
Поделим почленно числитель дроби на знаменатель.
Fm=Tm(1+m2m1)
В условии не было дано числовых данных, задачу требовалось решить в общем виде, что мы и сделали.
Вообщем... Дано: µ = 0,5; V = 5 м/с; α = 45°; L - ? Решение: Поскольку в условии не сказано, на каком расстоянии друг от друга находятся стенки, то мы можем выбрать его самостоятельно, изменяя длину коридора. Для начала, запишем закон сохранения энергии: m V^{2} / 2 - mgµd = 0; V^{2} / 2 = gµd; d = V^{2} / 2gµ; Здесь mgµd - работа сил трения, а mV^2 / 2 - кинетическая энергия, которой обладала шайба при влете в коридор. d - Это расстояние, которое шайба до остановки. Поскольку нам нужно найти минимальную длину коридора, то лучшим вариантом будет, если шайба сделает один отскок и остановиться, дойдя до второй стенки. Поскольку угол между нормалью к стенке и вектором скорости шайбы равен 45 градусов, а удар является упругим, то траектория движения шайбы будет выглядеть, как угол в 90 градусов. Тогда длина стенки будет равна диагонали квадрата, со стороной, равной d/2. L= √2 d/2; Теперь осталось просто подставить d) L= √2*V^{2} / 4gµ; L= 1.80 м ответ:L= 1.80 м
Условие задачи:
Два тела масс m1 и m2, связанные невесомой нитью, лежат на гладкой горизонтальной поверхности. Нить обрывается, если сила её натяжения превышает значение Tm. C какой максимальной горизонтальной силой F можно тянуть второе тело, чтобы нить не оборвалась?
Задача №2.1.82 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
m1, m2, Tm, Fm−?
Решение задачи:
Схема к решению задачиПотянем второе тело с такой силой Fm, что сила натяжения нити, соединяющей тела, станет очень близка по величине к Tm, но ещё не разорвется.
По условию поверхность, по которой движутся тела, гладкая, значит сил трения нет. Покажем на схеме все силы, действующие на тела, потом запишем второй закон Ньютона для обоих тел в проекции на ось x. Ускорения рассматриваемых тел, естественно, одинаковые.
{Fm—Tm=m2aTm=m1a
Сложим оба выражения системы, а из полученного выразим ускорение a.
Fm=(m1+m2)a
a=Fmm1+m2
Подставим формулу в последнее выражение системы, а оттуда выразим искомую силу Fm.
Tm=Fmm1m1+m2
Fm=Tm(m1+m2)m1
Поделим почленно числитель дроби на знаменатель.
Fm=Tm(1+m2m1)
В условии не было дано числовых данных, задачу требовалось решить в общем виде, что мы и сделали.
ответ: Tm(1+m2m1)
Дано: µ = 0,5; V = 5 м/с; α = 45°; L - ?
Решение:
Поскольку в условии не сказано, на каком расстоянии друг от друга находятся стенки, то мы можем выбрать его самостоятельно, изменяя длину коридора.
Для начала, запишем закон сохранения энергии:
m V^{2} / 2 - mgµd = 0;
V^{2} / 2 = gµd;
d = V^{2} / 2gµ;
Здесь mgµd - работа сил трения, а mV^2 / 2 - кинетическая энергия, которой обладала шайба при влете в коридор.
d - Это расстояние, которое шайба до остановки.
Поскольку нам нужно найти минимальную длину коридора, то лучшим вариантом будет, если шайба сделает один отскок и остановиться, дойдя до второй стенки. Поскольку угол между нормалью к стенке и вектором скорости шайбы равен 45 градусов, а удар является упругим, то траектория движения шайбы будет выглядеть, как угол в 90 градусов. Тогда длина стенки будет равна диагонали квадрата, со стороной, равной d/2.
L= √2 d/2;
Теперь осталось просто подставить d)
L= √2*V^{2} / 4gµ;
L= 1.80 м
ответ:L= 1.80 м