ответ: Задача 1. U = 20 В.
Задача 2. х = 3,5 м
Объяснение:
Задача 1. Электрическая цепь составлена из двух резисторов сопротивлением по 4 Ома каждый и резистор сопротивлением 8 Ом, соединенных параллельно. К ним последовательно подключен резистор сопротивлением 2,4 Ом. Какое напряжение подведено к цепи, если через резистор сопротивлением 8 Ом идёт ток 1 ампер?
R₁ = R₂ = 4 Ом, R₃ = 8 Ом, R₄ = 2,4 Ом
I₃ = 1 А.
Решение
Имеем три резистора R₁, R₂, R₃ включенные в параллельно.
Ток в резисторе R₃ равен 1 А, поэтому напряжение на нем и резисторах R₁ и R₂ по закону Ома
U₃ = R₃·I₃ = 8·1 = 8 В.
Эквивалентное сопротивление(обозначим R₅) параллельного соединения определим по формуле
R₅ = 8/5 = 1,6 Ом
Ток параллельного соединения равного току всей цепи по закону Ома
I = I₅ = U₅/R₅ = 8/1,6 = 5А
(ток можно и по другому, как сумму токов во всех трех ветвях. Ток одной ветви мы знаем 1А. В остальных ветвях ток равен U₃/R₁=U₃/R₂=8/4 =2А. Следовательно ток равен I = I₁+I₂+I₃= 2+2+1=5А(по первому закону Кирхгофа))
Эквивалентное сопротивление(обозначим R) всей цепи
R = R₄ + R₅ = 2,4 + 1,6 = 4 Ом
Напряжение подведенное к цепи
U = I·R = 5·4 = 20 В.
Упругий резиновый шнур жесткостью 10 Н/м и длиной L=4м разрезали на две равные части длиной L/2, каждая. Затем одну половинку шнура так же разрезали на две равные части. Получившиеся части шнура длиной L/4, соединили параллельно и к ним последовательно подсоединили оставшуюся часть длиной L/2. Какой станет длина полученной конструкции резинок, если удерживая один её конец неподвижным, к другому приложить вдоль шнура растягивающую силу 8Н?
k₁ = 10Н/м, L= 4м, L₁ = L₂ = L/2 = 2 м, L₃ = L₄ = L₂/2=1 м, F = 8Н.
Решение
Известно, что коэффициент жесткости выражается формулой
k = E·S/l
где Е -модуль Юнга, S -площадь сечения пружины, l -ее длина.
При уменьшении длины в 2 раза коэффициент жесткости увеличиться в два раза. т.е.
k₁ = k₂ = 2·k = 2·10 = 20 Н/м
k₃ = k₄ = 2·k₂ = 2·20 = 40 Н/м
При параллельном соединении пружин одинаковой длины L/4 коэффициенты жесткости суммируются
k₅ = k₃ + k₄ = 2·k₃ = 2·40 = 80 Н/м
(Или так. Из формулы для коэффициента жесткости увеличив сечение в два раза при одинаковой длине коэффициент жесткости увеличится в 2 раза. k₅ = 2·k₃ = 2·40 = 80 Н/м)
Для нахождения общего коэффициента жесткости( обозначим k₆) при последовательном соединении двух разных пружин с разными коэффициентами жесткости применяем формулу
1/k₆ = 1/k₅ + 1/k₁ = 1/20 + 1/80 = 5/80 = 1/16
k₆ = 16 Н/м
Найдем удлинение пружин
Δl = F/k₆ = 8/16 = 0,5 м
Общая длина конструкции пружин станет равна
х = L₁ + L₃ + Δl = 2 + 1 + 0,5 = 3,5 м
1. Как изменяется внутренняя энергия пара или газа при расширении? Изменение какой физической величины свидетельствует об этом?
в) Уменьшается; температуры.
2. Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается во внутреннюю энергию газа или пара, а затем в механическую энергию, называют...
б) ...тепловыми двигателями.
3. Какой тепловой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?
а) Который имеет внутреннюю камеру сгорания топлива.
4. Из последовательности каких 4-х тактов состоит каждый цикл работы двигателя внутреннего сгорания?
г) Впуск, Сжатие, рабочий ход, выпуск.
5. Зачем для работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания нужен маховик на его валу?
в) Чтобы, получив энергию во время рабочего хода и вращаясь затем по инерции, маховик поворачивал вал двигателя для осуществления других тактов цикла его работы.
6. Паровая (газовая) турбина — вид теплового двигателя...
г) ...для которого характерны все пункты а, б, в.
7. Наличие каких составных частей обязательно для работы теплового двигателя?
г) Нагревателя, рабочего тела, холодильника.
8. Какая физическая величина характеризует экономичность двигателя?
в) Коэффициент полезного действия двигателя.
9. Коэффициент полезного действия — это физическая величина, равная...
б) .. .отношению произведенной двигателем полезной работы к полученной от нагревателя энергии.
10. По каким формулам находят коэффициент полезного действия теплового двигателя?
кпд =(Q полез/Q полное)* 100%,
кпд = (Q нагревателя - Q холодильника)/Q нагревателя * 100%
11. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания, который производит 46 • 106 Дж полезной работы, затрачивая 3 кг бензина.
При сгорании 3 кг бензина выделяется тепло Q = q *m, а так как удельная теплота сгорания бензина q = 46*10⁶ Дж/кг, то
кпд = (46*10⁶/ (46*10⁶ *3))*100% = 33,3%
в) 33,3%.
12.* Сколько дров придется сжечь в топке парового котла, чтобы турбина, коэффициент полезного действия которой 32%, произвела 3,2 • 108 Дж полезной работы?
кпд обозначим η = (Q полез/Qполное)*100%
Отсюда Q полное = (Q полезн *100)/32 = 10⁹ Дж
Что бы получить столько тепла нужно сжечь (при удельной теплоте сгорания q = 1*10⁷ Дж/кг) нужно
m = Q полное/q = 10⁹/1*10⁷ = 100 кг
б) 100 кг.
