Объяснение:
Угловая скорость
Выберем на окружности точку 1. Построим радиус. За единицу времени точка переместится в пункт 2. При этом радиус описывает угол. Угловая скорость численно равна углу поворота радиуса за единицу времени.
Период и частота
Период вращения T - это время, за которое тело совершает один оборот.
Частота вращение - это количество оборотов за одну секунду.
Частота и период взаимосвязаны соотношением
Связь с угловой скоростью
Линейная скорость
Каждая точка на окружности движется с некоторой скоростью. Эту скорость называют линейной. Направление вектора линейной скорости всегда совпадает с касательной к окружности. Например, искры из-под точильного станка двигаются, повторяя направление мгновенной скорости.
Рассмотрим точку на окружности, которая совершает один оборот, время, которое затрачено - это есть период T. Путь, который преодолевает точка - это есть длина окружности.
Центростремительное ускорение
При движении по окружности вектор ускорения всегда перпендикулярен вектору скорости, направлен в центр окружности.
Используя предыдущие формулы, можно вывести следующие соотношения
Точки, лежащие на одной прямой исходящей из центра окружности (например, это могут быть точки, которые лежат на спице колеса), будут иметь одинаковые угловые скорости, период и частоту. То есть они будут вращаться одинаково, но с разными линейными скоростями. Чем дальше точка от центра, тем быстрей она будет двигаться.
Закон сложения скоростей справедлив и для вращательного движения. Если движение тела или системы отсчета не является равномерным, то закон применяется для мгновенных скоростей. Например, скорость человека, идущего по краю вращающейся карусели, равна векторной сумме линейной скорости вращения края карусели и скорости движения человека.
Объяснение:
. Напряжение в сети без нагрузки U = 120 В. При включении в сеть плитки номинальной мощности Рном = 300 Вт фактически выделяющаяся мощность равна Р = 250 Вт. Какая мощность будет выделяться в двух таких плитках, одновременно включенных параллельно в эту сеть? Плитки рассчитаны на напряжение Uном = 120 В. Изменения сопротивления плиток при их нагревании не учитывать.
Нагреватель самовара состоит из двух элементов. При подключении к сети первого элемента вода в самоваре закипает через t1 = 15 мин, при подключении только второго элемента — через t2 = 20 мин. Через какое время вода в самоваре закипит, если элементы подключить к сети: а) последовательно; б) параллельно.
. Электроплитка имеет три секции с одинаковыми сопротивлениями. При параллельном их соединении вода в чайнике закипает через t = 6 мин. Через какое время закипит вода той же массы и той же начальной температуры при соединении секций, показанном на рисунке.
Конденсатор емкости C1, имеющий заряд q1, соединяют противоположно заряженными обкладками через резистор с конденсатором емкости С2, имеющим заряд q2. Какое количество теплоты Q выделяется на резисторе?
Какое количество теплоты Q выделится на резисторе сопротивления R после замыкания ключа К (см. рисунок)? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения E, подключается через резистор с большим сопротивлением к батарее с ЭДС 5E (см. рисунок). Определите количество теплоты Q, которое выделяется в цепи при зарядке конденсатора до напряжения 5E.
. Между обкладками плоского конденсатора расположена диэлектрическая пластинка (е = 3), заполняющая весь объем конденсатора. Конденсатор через резистор подключен к батарее с ЭДС E = 100 В (см. рисунок). Пластину быстро удаляют так, что заряд на конденсаторе не успевает измениться. Какая энергия Q выделится после этого в цепи в виде теплоты? Емкость незаполненного конденсатора C0 = 100 мкФ.
. Определить сопротивление R подводящих проводов от источника U = 120 В, если при коротком замыкании предохранители из свинцовой проволоки площадью сечения s = 1 мм2 и длины L = 2 см плавятся за время т = 0,03 с. Начальная температура предохранителя Т = 300 К, температура плавления свинца Tпл = 600 К, плотность свинца D = 11,3*10^3 кг/м3, удельное сопротивление свинца р = 2,1*10^-7 Ом*м, удельная теплоемкость свинца с = 0,13 кДж/(кг*К), удельная теплота плавления L = 25 кДж/кг.
. Под каким напряжением U нужно передавать электроэнергию на расстояние L = 5 км, чтобы при плотности тока j = 0,25 А/мм2 в медных проводах двухпроводной линии электропередачи потери в линии составляли h = 1 % от передаваемой мощности? Удельное сопротивление меди р = 1,7*10^-8 Ом*м.
От источника тока необходимо передать потребителю мощность P0 = 4 кВт. Сопротивление подводящих проводов R = 0,4 Ом. Какое напряжение U должно быть на зажимах источника, чтобы потери мощности в проводах составляли h = 4 % от потребляемой мощности?
Трамвай массы m = 22,5 т идет сначала по горизонтальному участку, а затем в гору с уклоном k = 0,03. В первом случае ток в двигателе I1 = 60 А, а во втором I2 = 118 А. Найдите скорости v1 и v2 трамвая, если коэффициент трения в обоих случаях ц = 0,01, напряжение в линии U = 500 В, КПД двигателя и передачи h = 75 %. Катушка радиуса r = 25 см, содержащая L = 500 м тонкого медного провода, вращается с угловой скоростью w = 300 рад/с вокруг своей оси. Через скользящие контакты катушка подключена к баллистическому гальванометру. Общее сопротивление всей цепи R = 21 Ом. Найдите удельный заряд е/mе носителей тока в меди, если при резком затормаживании катушки через гальванометр проходит заряд q = 10 нКл.
Сплошной металлический цилиндр радиуса R вращается с постоянной угловой скоростью w. Найдите зависимость напряженности поля Е от расстояния r от оси цилиндра и разность потенциалов U между поверхностью цилиндра и его осью.
Определите среднюю скорость v упорядоченного движения электронов в медном проводе при плотности постоянного тока j = 6 А/мм2, если считать, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Какое количество теплоты q выделится при этом в единице объема провода в единицу времени? Молярная масса меди ц = 63,5*10^-3 кг/моль, плотность меди D = 8,9*10^3 кг/м3, удельное сопротивление меди р = 1,7*10^-8 Ом*м.
Найдите суммарный импульс электронов в прямом проводе длины L = 1000 м, по которому течет ток I = 70 А.
