Задание 1
Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F1 = 12 H. Чему равно сила F2 если длинна рычага 50 см, а плечо силы равно 30 см?
Задание 2
Ведро с песком массой 24,5 кг поднимают при неподвижного блока на высоту 10 м, действуя на верёвку с силой 250 H. Вычислите КПД установки.
Задание 3
Ученик изобразил схему рычага в равновесии (см. рис) Укажите, какая допущена ошибка в рисунке, поясните.
Задание 4
На концах рычага действуют силы 2 и 18 H. Длинна рычага равна 1 м. Где находится точка опоры, если рычаг в равновесии (весом рычага пренебречь)?
Задание 5
В системе блоков, показанной на рисунке, блоки и нити лёгкие, трение пренебрежимо мало. Какой выигрыш в силе даёт эта система блоков? Поясните
Задание 6
Чему равна работа силы трения при торможении автомобиля массой 2 т, если известно, что скорость автомобиля уменьшилась от 54 до 36 км/ч?
Задание 7
Бетонную плиту объёмом 0,5 м"3" равномерно подняли на некоторую высоту. Чему равна высота, на которую подняли плиту, если свершенная при этом работа равна 23 кДж? Плотность бетона равна 2300 кг/м"3"
Задание 8
Два шара разной массы подняты на разную высоту (см. рис) относительно поверхности стола. Сравните потенциальные энергии шаров Е1 и Е2. Считать что потенциальная энергия отсчитывается от уровня крышки стола.
Задание 9
Мотоцикл, движущийся со скоростью 10 м/с, начинает тормозить и, проехав путь 25 м, останавливается. Определите массу мотоцикла, если известно, что общая сила сопротивления движению составляет 300 H
Задание 10
Снаряд массой m вылетает из ствола орудия со скоростью v и на некоторой высоте h разрывается на осколки. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Чему была равна полная механическая энергия снаряда до разрыва? Свой ответ поясните.
Движение заряженных частиц в магнитном поле соленоида
Цель работы. Познакомиться: 1) со структурой магнитного поля соленоида; 2) с характером движения заряженных частиц в магнитном поле соленоида.
Введение
Соленоид. Для получения магнитного поля, регулируемого по величине и по направлению, на практике часто пользуются соленоидом. Соленоид представляет собой однослойную или многослойную обмотку из проволоки, намотанной на жесткий цилиндрический каркас. Для простоты рассмотрим соленоид с однослойной обмоткой, витки которой плотно намотаны в одном направлении. На рисунке 1 изображен продольный разрез соленоида вертикальнойплоскостью, проходящей через его ось. В сечениях витков показано направление тока. Направление вектора магнитной индукции определено правилом правого винта.
Величинамагнитной индукции в произвольной точке, расположенной на оси соленоида, определяется формулой
, (1)
где μ0 = 4π*10-7 Гн/м – магнитная постоянная; l - длина соле-ноида; N - число витков; I - сила тока, текущего по соленоиду; α1 и α2 – углы между вектором магнитной индукции и радиусом – вектором, проведенным из точки О в конец и начало соленоида соответственно.
Из распределения B(I) следует, что величина магнитной индукции в центре реального соленоида максимальна, а на краях быстро уменьшается. Линии магнитной индукции замкнутые. Условились считать, что они выходят из северного магнитного полюса N и входят в южный S (см. рис.1).
- 3 -
О В
Рис.1
α2
α1
В(l)
N
S
У достаточно длинного соленоида α1→0 и α2→1800. В этом
случае формула (1) примет вид
. (2)
Таким образом, внутри достаточно длинного соленоида магнитное поле однородное, а конфигурация линий магнитной индукции такая же, как и у полосового постоянного магнита.
Однородное поле получают и на оси тороида. Тороид можно рассматривать как свернутый кольцом достаточно длинный соленоид.
Увеличить магнитную индукцию на оси соленоида или тороида можно путем заполнения их объема ферромагнитным материалом с магнитной проницаемостью μ (в этом случае фор-мулы (1) – (2) умножают на μ). Такой принцип лежит в основе изготовления разнообразных катушек индуктивности, дросселей, трансформаторов, которые широко используются в электротени-
- 4 -
ке, радиоэлектронной промышленности, в средствах автоматики и телемеханики.
Движение заряженных частиц в магнитном поле.
Предположим, что с длинного соленоида создано в вакууме магнитное поле с индукцией В. В область однородного поля влетает заряженная частица со скоростью v, под углом α к линиям магнитной индукции. Со стороны магнитного поля на частицу действует сила Лоренца:
, (3)
где v sin α = vy – вертикальная составляющая вектора скорости частицы, а q – ее заряд.
Под действием силы Лоренца частица движется с нормальным ускорением an=vy2/R, а 2-й закон Ньютона, описывающий это движение, имеет вид:
, (4)
где m – масса частицы.
Из (4) можно определить радиус окружности, описывае-мой частицей в магнитном поле:
. (5)
Из связи между линейной и угловой скоростями - vy=ωR, определим период обращения частицы:
. (6)
За счет горизонтальной составляющей скорости vx= v cos α частица движется равномерно вдоль линий индукции поля. Наложение вращательного движения частицы на ее посту-пательное движение приводит к движению по винтовой линии. Шаг винтовой линии равен (рис.2):
. (7)
- 5 -
Объяснение:
практический вывод: если хотите остудить напиток или кушанье, помещайте его не на лед, а под лед.
Поясним подробнее. Если поставить сосуд с водой на лед, то охладится лишь самый нижний слой жидкости, остальная же часть будет окружена неохлажденным воздухом. Напротив, если положить кусок льда поверх крышки сосуда, то охлаждение его содержимого пойдет быстрее. Охлажденные верхние слои жидкости будут опускаться, заменяясь теплой жидкостью, поднимающейся снизу, пока не охладится вся жидкость в сосуде [Чистая вода охлаждается при этом не до 0°, а только до температуры 4°С, при которой она имеет наибольшую плотность. Но на практике и не встречается надобности охлаждать напитки до нуля.]. С другой стороны, охлажденный воздух вокруг льда также будет опускаться вниз и окружит собой сосуд.