1)Для нахождения значения горизонтальной силы, которую требуется приложить к указанному бруску, спроецируем все силы на ось движения бруска: m * a = F - Fтр и F = Fтр + m * a = μ * m * g + m * a = (μ * g + a) * m.
Данные: μ — коэфф. трения между поверхностью и указанным бруском (μ = 0,1); g — ускорение свободного падения (g ≈ 10 м/с2); a — требуемое ускорение (а = 2 м/с2); m — масса бруска (m = 200 г = 0,2 кг).
Выполним расчет: m * a = (μ * g + a) * m = (0,1 * 10 + 2) * 0,2 = 0,6 Н.
ответ: Горизонтальная сила, приложенная к указанному бруску, должна составлять 0,6 Н.ответ: m = 200 г = 0,2 кг.
2)
g = 10 м/с2.
F = 0,5 Н.
μ - ?
Так как брусок движется равномерно прямолинейно, то согласно 1 закона Ньютона, действие на него сил скомпенсированы: F + Fтр + N + m * g = 0.
Где F - сила, с которой тянут брусок, Fтр - сила трения скольжения бруска с поверхностью, N - сила реакции поверхности, m * g - сила тяжести.
ОХ: F - Fтр = 0.
ОУ: N - m * g = 0.
F = Fтр.
N = m * g.
Сила трения скольжения Fтр определяется формулой: Fтр = μ * N = μ * m * g, где μ - коэффициент трения скольжения.
F = μ * m * g.
μ = F / m * g.
μ = 0,5 Н / 0,2 кг * 10 м/с2 = 0,25.
ответ: коэффициент трения скольжения составляет μ = 0,25.
3)F - Fтр = m*a. Отсюда a = (F - Fтр)/m = (2-1)/0.4кг = 2.5 м/с^2.
ответ: 2.5 м/с^2.
Объяснение:
Определим, для начала, величину одинаковых сопротивлений.
Так как минимальный ток в цепи, при постоянном напряжении, будет зафиксирован, согласно закону Ома, при максимальном сопротивлении этой цепи, то, очевидно, значение тока I(min) = 0,625 A соответствует последовательному соединению всех трех сопротивлений с нагрузкой.
Тогда: U = I · (3R + Rh) = I · (2R + 30)
2R = U/I - 30 = 30 : 0,625 - 30 = 18
R = 9 (Ом)
Сопротивление нагревателя, таким образом:
Rh = 30 - 9 = 21 (Ом)
------------------------------------
Максимальное показание вольтметра будет при величине сопротивления группы резисторов R, стремящейся к нулю. Из всех типов соединений данной группы одинаковых резисторов, минимальное сопротивление группы будет при их параллельном соединении:
R' = R/3 = 9 : 3 = 3 (Ом)
В этом случае имеем два резистора, соединенных последовательно, сопротивлением 3 Ом и 21 Ом, соответственно.
Ток в цепи: I(max) = U : (R' + Rh) = 30 : 24 = 1,25 (A)
Напряжение на нагревателе (показание вольтметра):
U(max) = I(max) · Rh = 1,25 · 21 = 26,25 (B)
---------------------
Минимальное показание вольтметра будет при величине сопротивления группы резисторов R, стремящейся к бесконечности. Из всех типов соединений данной группы одинаковых резисторов, максимальное сопротивление группы будет при их последовательном соединении:
R'' = 3R = 3·9 = 27 (Ом)
В этом случае имеем два резистора, соединенных последовательно, сопротивлением 27 Ом и 21 Ом, соответственно.
Ток в цепи: I(min) = U : (R'' + Rh) = 30 : 48 = 0,625 (A)
Напряжение на нагревателе (показание вольтметра):
U(min) = I(min) · Rh = 0,625 · 21 = 13,125 (B)
----------------------------
Минимальный интервал времени для нагрева воды будет при максимальном токе в нагревателе.
Количество теплоты, необходимое для нагрева 5 л (5 кг) воды:
Q = cm(t₂ - t₁) = 4200·5·90 = 1,89·10⁶ (Дж)
Количество теплоты, образованное при прохождении максимального тока через нагреватель (закон Джоуля-Ленца):
Учитывая 1 ч. = 3600 с, получим:
t = 57600 : 3600 = 16 (ч)
