Прямая доставка чая из Китая

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Студенческий файлообменник

Студенческий файлообменник

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Кинематика Механические передачи Молекулярная физика и термодинамика Ядерная физика

Лабораторная работа по физике. Практические занятия

Задача 8

Камень бросили под углом α = 60о к горизонту со скоростью υ0=15 м/с. Найти кинетическую, потенциальную и полную энергию камня: 1) спустя одну секунду после начала движения; 2) в высшей точке траектории. Масса камня m = 0,2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Решение

Выберем ось х – по горизонтали, а ось у – по вертикали. 

 Проекции скорости:

υx = υ0 cos a,  (6)

 υо υy = υ0 sin a – gt (7)

 a x В момент времени t модуль скорости определится из соотношения:

υ2 = υ02 cos2 a+ (υ0 sin a – gt)2 = υ02 – 2 υ0 gt sin a + g2t2.

Высота камня над поверхностью земли в момент времени t определяется из соотношения:

 h = υ0 sin a - .  (8)

Находим кинетическую, потенциальную и полную энергию в момент времени t:

Ek =  = ( υ02 – 2 υ0 gt sin a + g2t2),

Eп = mgh = ( 2 υ0 gt sin a – g2t2),

E = Ek + Eп= .

В высшей точке траектории υy = 0. Этой точки камень достигает за время = (из (7)), и максимальная высота подъёма hmax= (из (8)).

Ek =  = ,

Eп = mghmax = ,

E = Ek + Eп = .

Подставляем числовые значения. В момент времени t = 1 c.

 Ek = 17,4 Дж, Eп = 5,1 Дж, E = 22,5 Дж.

В высшей точке траектории:

 Ek = 16,9 Дж, Eп = 5,6 Дж, E = 22,5 Дж.

Задача 9

На рельсах стоит платформа массой m1 = 10 т, на платформе закреплено орудие массой m2 = 5 т, из которого проводится выстрел вдоль рельсов. Масса снаряда m3 = 100 кг, его начальная скорость относительно орудия υ0 = 500 м/с. Определить скорость υx платформы в первый момент времени, если: 1) платформа стояла неподвижно, 2) платформа двигалась со скоростью υ1 = 18км/ч, и выстрел был произведён в направлении её движения, 3) платформа двигалась со скоростью υ1 = 18 км/ч, и выстрел был произведён в направлении, противоположном её движению.

Решение

Согласно закону сохранения импульса, импульс замкнутой системы до какого-либо события (в данном случае выстрела) должен быть равен её импульсу после события. За положительное выбираем направление скорости снаряда. До выстрела вся система имела импульс (m1+m2+m3)υ1, после выстрела платформа с орудием движутся со скоростью υx, их импульс (m1+m2)υx, а снаряд относительно земли движется со скоростью υ0+ υ1, его импульс m3(υ0+υ1). Закон сохранения импульса записывается так:

(m1 + m2 + m3) υ1 = (m1 + m2) υx + m3(υ0+ υ1),

отсюда υx =  = υ1 –  υ0.

Подставляем значения масс, υ1 и υ0:

1) υ1 = 0

υx = – 3,33 м/с.

Знак минус означает, что платформа с орудием движется противоположно направлению движения снаряда;

2) υ1 = 18 км/ч = 5 м/с,

υx = 5 – 3,33 = 1,67 м/с.

Платформа с орудием продолжает двигаться в направлении выстрела, но с меньшей скоростью;

3) υ1 = – 18 км/ч = – 5 м/с

υx = – 5 – 3,33 = – 8,33 м/с.

Скорость платформы, двигавшейся в направлении, противоположном направлению выстрела, увеличивается.

Термодинамические потенциалы в адиабатных процессах

Термин адиабатный означает полную тепловую изоляцию системы. Самый простой случай при этом – обратимые процессы в полностью изолированных системах, то есть в системах, не имеющих никаких связей с внешним миром - ни тепловых, ни силовых, ни материальных (обмен веществом). В этом случае термодинамическое тождество (5.3) в силу равенства нулю левой части сразу показывает, что совершаемая системой работа против внешних сил может выполняться только за счет уменьшения ее внутренней энергии, то есть

 dAmax = - (dU)S,V (6.1)

Индекс max означает, что равенство выполняется только в идеальном процессе, происходящем без потерь энергии. Равенство (6.1) означает, что в полностью изолированных системах при сохранении энтропии и объема роль потенциальной энергии будет играть внутренняя энергия.

 Если работа выполняется термодинамической системой в условиях теплоизоляции, но при наличии механических связей с окружающими телами, то такая работа выполняется не только за счет убыли внутренней энергии, но и за счет изменения потенциальной энергии системы как целого в поле внешних сил dEпот. Основной случай механической связи – это связь, осуществляемая посредством внешнего давления (практически наиболее интересный случай), и тогда dEпот = PвнешdV. Для элементарной работы газообразной термодинамической системы при условии постоянного давления это дает

 dAmax = - dU - dEпот = - dU - PdV = - d(U + PV) = - (dH)S,Р (6.2)

Уравнение (6.2) показывает, что роль потенциальной энергии для внешних сил (при постоянном давлении) у газа играет произведение давления на объем PV. Сумма внутренней энергии и этого произведения, играющая роль полной потенциальной энергии в изобарных процессах без теплообмена, получившая название энтальпия (или теплосодержание) и обозначаемая обычно символом H,

 H = U + PV, (6.3)

является термодинамическим потенциалом для адиабатных процессов при наличии силовой связи с внешним миром. Максимальная работа, которую может совершить термодинамическая система в таких условиях, равна убыли энтальпии. В присутствии электромагнитных влияний выражение для энтальпии принимает вид

 H = U + PV - (D*E)/2 – (H*B)/2. (6.3’)

Стоящие в скобках скалярные произведения учитывают потенциальную энергию поляризованности и намагниченности молекул (в расчете на один моль) во внешних электрических (напряженность E) и магнитных (магнитная индукция B) полях. Здесь D и H – векторы электрического смещения и напряженности магнитного поля.


Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники