Школьные задачи по физике

v7e7t7e7r

посмотрите пожалуйста на эти задачи по физике, они простые(?) Школьные..но я давно совсем все забыл...
1) Точка совершает гармонические колебания, уравнение которых имеет вид x=A sin(wt где А=5 (см w=2 (1/c) Найти момент времени (ближайший к началу отсчета в который потенциальная энергия точки 0,5*10^(-3) Дж, а возвращающая сила 4*10^(-2) H. определить фазу колебанийв этот момент времени.
2) найти среднюю кинетическую энергию(полную, вращательного движения) всех молекул в 0,5 (г) водорода при t=27 (С)
3) в дне цилиндрического сосуда диаметром D=0,5 (м) имеется круглое отверствие диаметром d=1 (см) . Найти зависимость скорости понижения уровня воды в сосуде от высоты h этого уровня. найти значение этой скорости для высоты h=0,2 (м)
4) Во сколько раз увеличится объем 0,4 моля водорода при изотермическом расширении (Т=300К) , если газ получит теплоту 800 Дж
5) Газ совершает цикл Карно, Абсолютная температура охладителя 290 К. Во сколько раз увеличивается кпд цикла, если температура нагревателя повысится от 400 К до 600 К.? Как изменится доля теплоты, отдаваемая газом охладителю?

seeknote

3) в дне цилиндрического сосуда диаметром D=0,5 (м) имеется круглое отверствие диаметром d=1 (см) . Найти зависимость скорости понижения уровня воды в сосуде от высоты h этого уровня. найти значение этой скорости для высоты h=0,2 (м)
забавная, и не совсем корректная задача
все остальные - да, простые школьные
для их решения надо просто поботать школьный учебник

Vlad128

) дифференцируешь два раза,
x'' = -A w^2 sin(wt) = -w^2 x
Тут не знаю, как на языке физики лучше сделать (подозреваю, что для первого курса надо обе части умножить на m и сказать, что это неизвестная масса):
mx'' = -w^2 m x.
Ну типа вот она сила:
F(x) = -w^2 m x.
Т.е. как пружина жесткости w^2 m. Потенциальная энергия известна: -k x^2 / 2 = w^2m x^2 / 2.
Решаешь системку, m исключается, находишь x (внимательно со знаками). Дальше из x найди t. wt — это фаза.
2) по-моему это 5/2 mRkT, хотя могу ошибаться :)
3) тут хз
4) тут 1е вроде бы начало 800 Дж = 5/2 0.4 моль * R 300 К * dV, отсюда находится dV
5) КПД Карно = 1 - Тхолод/Тнагревателя, отсюда ответ на первый вопрос.
Вопрос про долю не понял. Доля чего? Только не говорите, что теплоты.

v7e7t7e7r

в первой получается x отрицательный.. как понять?

lena1978

в первой получается x отрицательный.. как понять?
осторожно, сзади!

v7e7t7e7r

:)) серьезно

Vlad128

Понимать можно двояко: если в условии под положительным значением силы имеется в виду ее направление вдоль оси Х (а не обратно то правильно, что икс отрицательный, потому что сила противоположна координате (ну это типа маятник или пружина, 0 — положение равновесия, сила стремится вернуть тело в ноль). Если же считать, что задан модуль, то надо брать икс положительным (написав все рассуждения выше и пояснив, что мы ищем минимальный икс, а поэтому сила направлена назад, т.е. как бэ отрицательна. Я бы назло решал первым путем.

Vlad128

А, не, я нагнал, там же все ясно написано. Изначально тело в нуле, идет в положительную сторону, надо минимальный момент времени, поэтому надо брать положительный икс (т.е. написать F(x) = —скокатам джоулей в условии) и искать х.

lena1978

F(x) = -скокатам джоулей
:o

Vlad128

ну да, ньютонов. Но я трезв, уверяю тебя!

v7e7t7e7r

в 4ой можно попросить еще раз написать а то че то нифига не понял
плииз

Vlad128

А в 4й вранье, все уже забыл. Там же надо плодядь под графиком pV, а я взял как изобарический процесс. Ща напишу.

Vlad128

Ну короче, процесс изотермический, значит тепло равно работе (см. 1 начало ТД работа равна nu R T ln(V_2 / V_1 ) отсюда все находится. nu- число молей, скоро будет как их изничтожить.

v7e7t7e7r

во 2й задаче k это число степеней свободы?

Vlad128

блин, нет, вот честно, я не виноват
во второй 5/2 m/mu R T, где mu = 2г/моль, молярная масса водорода. Я хотел там k стереть, в итоге написал R рядом.
T не забываем в абсолютную шкалу переводить, ок?

v7e7t7e7r

это у нас постоянная больцмана.

Vlad128

ну да, я туда ее сначала написал, а там она не нужна.

v7e7t7e7r

нашел такую формулу W= i k T /2 . но только для азота двухатомной молекулу. эта формула для полной энергии.. а для водорода? то же самое?

Vlad128

это формула дает вот что: среднюю энергию, приходящуюся на одну частицу с i степенями свободы. Для N частиц надо умножить на N :)получается i/2 NkT далее нам не дано число частиц, делим и умножаем на число Авогадро, получаем i/2 N/Na kNa T = i/2 nu R T = i/2 m /mu RT, i = 5 для двухатомных газов.

v7e7t7e7r

получается нужно найти две энергии.. полная и вращательного движения.
для первой формула W=(m/Mu)* (i RT/2) а какая будет для вращательного движения?
чему равна степень свободы водорода?

Vlad128

нет, полная вместе с вращательным движением получается при i = 5: как бэ у молекулы три координаты и для задания ее ориентации в пространстве надо еще две. Если бы был газ из одного атома (He, например то i = 3, там вращение не учитывается.

Vlad128

ну или можешь сложить две формулы с i = 3 и еще i = 2, но я не сильно уверен в корректности, хотя может быть это даже и верно.

v7e7t7e7r

блин... так по какой же формуле искать? этой- w=5/2 m/Mu TR? почему Mu=2 г/моль? по таблице? блин нифига непомню ни физику ни химию :(

Vlad128

Да, по этой. Да, по таблице. Менделеева. Смотришь там атомную массу водорода — 1 с копейками аем, газ H_2, двухатомный, молекулярная масса — 2 аем, в Си так подогнано, что это значит, что молярная масса — 2 г/моль.
Вот, пост правился по мере вспоминания логики :)

v7e7t7e7r

респект пацаны! осталась задача с сосудом и где Карно про долю ТЕПЛОТы. блин как соображать то :)

den81

забавная, и не совсем корректная задача
Прочитал внимательно, не обнаружил некорректности. Не подскажешь, где она?

lenmas

осталась задача с сосудом
Это самая простая. Скорость вытекания жидкости
[math]  $$  \sqrt{2gh}  $$  [/math]
Отсюда, зная сколько протекает воды из отверстия данной площади сечения и сечение цилиндра, легко найти уровень
от скорости понижения (то-есть от dh).

Vlad128

А, это просто типа механики :) не стал вчитываться вообще :)
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: