Реклама 1

четверг, 30 мая 2013 г.

На какой угол отклонится луч света первоначального направления при переходе из стекла в воздух , если угол падения = 30 , а показатель приломления стекла 1.5?


При переходе их оптически более плотной среды (стекло) в менее плотную (воздух) угол падения меньше угла преломления:  a < b

  

Показатель преломления воздуха близок к единице.  Поэтому относительный коэффициент преломления:

 

Закон Снеллиуса или Снелла:



 

 


Искомый угол:



Елочная гирлянда спаяна из лампочек для карманного фонаря. Опасно ли, выкрутив одну из лампочек, сунуть в патрон гирлянды палец





http://s017.radikal.ru/i436/1305/94/ff962c6399da.jpg
Нетрудно посчитать по закону Ома, что сопротивление каждой лампочки в горящем состоянии равно 4/2,5=1,6 Ом.   Всего лампочек 220 В / 4 В = 55 штук.  Общее сопротивление всей гирлянды равно  r = 55*1,6= 88 Ом  (проверим по току: r = 220 В / 2,5 А = 88 Ом  - все верно).

Теперь  порассуждаем об опасности. 

Все не так просто.  Результат зависит от пути  тока.   Если тупо следовать условию задачи, а надо сказать оно поставлено некорректно (скажем мягко, чтобы не обижать автора задачи), то надо полагать, что  ток войдет через какой-то участок кожи пальца, соприкасающийся с одним контактом патрона и выйдет через другой участок, соприкасающийся с другим участком патрона.  Воздействию тока в этом случае не будут подвержены жизненно важные органы человека  и в первую очередь - сердце. Воздействие будет тепловым, т.е. протекающий ток нагреет внутренние ткани пальца, что может привести к ожогам. Прикинем максимальную мощность теплового воздействия такого процесса.

    

Сопротивление пальца по условию - несколько сотен Ом, пусть это будет 300 Ом.

       Вт


  Вот и прикиньте, если к пальчику приложить паяльничек стоваттный!

Но, на этом неприятности не заканчиваются, они вполне могут перейти в трагедию!

Я уже говорил о том, что многое зависит от пути тока.  Так вот, если пальчик касается контакта со стороны фазного провода, а ножки стоят на земле, или вторая рука касается, например, батареи отопления (короче говоря другая часть тела имеет контакт с землей), то ток может пойти через сердце, мышцы грудной клетки, нервные ткани, управляющие дыханием и сердцем - все это приведет к трагедии.   В нашем примере при сопротивлении внутренних органов человека  Ro = 100 Ом величина тока может составить:

        (1)

Делайте выводы с учетом того, что 0,1 А для человека смертельно.    И это мы взяли с учетом сопротивления всех ламп гирлянды - типа коснулись за  контакт последнего патрона со стороны фазы.  А если в первом патроне - то в формуле   (1) надо выбросить 88.  Ситуацию это не улучшит.

Короче говоря, как пели в мультике "Падал прошлогодний снег": не стойте и не прыгайте, не пойте, не пляшите там, где идет строительство или подвешен груз!

В любом случае прикосновение ОПАСНО!
1 моль идеального газа, изотермически расширяясь при температуре 727 °С от объема V1 = 1 л до объема V2, совершил работу 8.31 кДж. Найти V2.



При  изотермическом процессе работа определяется формулой:

                   (1)

где N - количество частиц газа, k - постоянная Больцмана, T - термодинамическая температура, V1 и V2 - соответственно начальный и конечный объемы.

Число молекул в количестве газа равном v:

                (2)

где - число Авогадро.


С учетом (2) из (1) выражаем искомый объем:

   


среда, 29 мая 2013 г.

Радиостанция работает на волне длинной 3 м . Вычислить энергию одного фотона

Радиостанция работает на волне длинной 3 м .  Вычислить энергию одного фотона этого излучения и число фотонов, испускаемых за секунду , если мощность 10 Вт

           Энергия фотона:

    
где h - постоянная Планка, v - частота, c - скорость света, - длина волны

           Энергия, излучаемая передатчиком за время t:

   

где P - мощность передатчика.

           Количество фотонов, испускаемых за время t:


Сколько фотонов зеленого света с длинной волны 550 нм испускает в одну секунду лампа

Сколько фотонов зеленого света с длинной волны 550 нм испускает в одну секунду лампа 100вт, имеющая световую отдачу 3,6%

          Световая мощность лампы:

   Вт

          Энергия света за одну секунду составит:

   Дж


          Энергия фотона:


где h - постоянная Планка, v - частота, с - скорость света, - длина волны


          Количество фотонов, суммарная энергия которых равна W :

понедельник, 27 мая 2013 г.

В воду объёмом 1 литр при 20 градусах Цельсия бросили комок мокрого снега

В воду объёмом 1 литр при 20 градусах Цельсия бросили комок мокрого снега массой 250 грамм. Когда весь снег растаял, то общая температура стала равной 5 градусам цельсия. Определите количество воды в комке снега.


Составим уравнение теплового баланса:

 

где С1 - удельная теплоемкость воды, C2 - удельная теплота плавления льда (снега), m1 - масса воды, m2 - масса снега, T1 - начальная температура воды, T2 - конечная температура воды, T3 - температура плавления снега.


Из этого уравнения без труда находится масса снега (воды в виде снега).

пятница, 24 мая 2013 г.

Батарея, имеющая ЭДС 60 В и внутреннее сопротивление 4 Ом, замкнута на
внешнюю цепь, потребляющую мощность 200 Вт. Определите силу тока в цепи,
падение напряжения на внешней цепи и сопротивление внешней цепи.


 Мощность во внешней цепи:

                    (1)

Ток в цепи определяется формулой: 
 
                    (2)

                 (3)
  

              (4)



Подставив исходные данные и решив квадратное уравнение (4), найдем Rн.

Подставив исходные данные и найденное значение сопротивления Rн в (2),   найдем ток.

Падение напряжения на внешней цепи равно произведению тока на сопротивление внешней цепи:



 

В системе отсчета, вращающейся вокруг неподвижной оси с w = 5,0 рад/с, движется небольшое тело массы m = 100 г.

В системе отсчета, вращающейся вокруг неподвижной оси с w = 5,0 рад/с, движется небольшое тело массы m = 100 г. Какую работу совершила центробежная сила инерции при перемещении этого тела по произвольному пути из точки 1 в точку 2, которые расположены на расстояниях r1 = 30 см, и r2 = 50 см от оси вращения?

            Работа по определению равна интегралу силы по расстоянию по пределам, характеризующим начальное и конечное положение тела.

                 (1)

Линейная скорость выражается через угловую:

   

Центробежная сила инерции:

                   (2)
Подставим (2) в (1):







четверг, 23 мая 2013 г.

В вертикальном цилиндре объемом 200 см3 под поршнем находится газ при температуре 300 К. Масса поршня 50 кг, его площадь 50 см2. Для повышения температуры газа на 100 К ему было сообщено количество теплоты 46,5 Дж. Найти изменение   | внутренней энергии газа. Атмосферное давление 105 Па.  





Запишем уравнения Менделеева - Клапейрона для начального и конечного состояний газа:



                 (1)

                 (2)


Вычтем из (2) уравнение (1):

                   (3)

Из (1) можно найти количество молей газа v.

Выражение в левой части (3) есть работа газа A, величина которой определяется вычислением правой части (3).

Чтобы найти изменение внутренней энергии газа можно воспользоваться первым законом термодинамики:



В стеклянный стакан массой 0,1 кг, содержащий 0,2 кг воды, опустили кусочки льда массой 0,01 кг, имевшие температуру 0 градусов Цельсия. После установления теплового равновесия температура воды в стакане равной 15 градусов Цельсия. Чему была равна температура воды в стакане до опускания туда льда? Удельная теплоемкость стакана 840 Дж/(кг * градус Цельсия).



 Составим уравнение теплового баланса:

  

где     соответственно удельная теплота плавления льда, удельная теплоемкость воды, удельная тепломкость стекла стакана, масса воды, масса льда, масса стакана, температура воды и стакана начальная и конечная, температура плавления льда.
 Откуда находим начальную температуру:




вторник, 21 мая 2013 г.

Для получения 10 кг водяного пара используют антрацит. Сколько сожгли антрацита, если начальная температура льда была - 20 С, а КПД нагревателя - 40%.




Процессы:

1 - нагревание льда до температуры плавления
2 - плавление льда
3 - нагревание воды до кипения
4 - испарение воды

Количество теплоты для каждого из процессов:

 
 
 
 

где Cr - удельная теплоемкость льда,   СL - удельная теплота плавления льда, Ct - удельная теплоемкость воды,  Co - удельная теплота парообразоания воды (это все справочные данные), m - масса воды, льда, пара,  T1, T2, T3 - соответственно начальная температура льда, температура плавления льда, температура кипения воды.

Количество теплоты, выделяемое антрацитом при сгорании:

 

где Са  - удельная теплота сгорания антрацита (справочная величина), mа - масса антрацита.

С учетом КПД нагревателя в результате сжигания антрацита льду и воде передается теплоты:

  

 

Очевидно, что необходимое количество антрацита определяется выражением:




C вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением каретка. Как изменится ускорение каретки, время её движения по плоскости, сила трения, если массу каретки увеличить вдвое?






На каретку действуют следующие силы:

 1 - сила тяжести mg
 2 - сила реакции опоры N
 3 - сила трения Т

              Сила трения: 

                   

                Реакция опоры:     

                      

Ускорение (второй закон Ньютона):

     

Время при равноускоренном движении:



Анализируя формулы, приведенные выше, можно сделать выводы, что при увеличении массы каретки в 2 раза:

- ускорение не изменится
- время движения не изменится
-сила трения увеличится в 2 раза.