При наклонной доски (плоскости ) поднимают с силой 1000 Н большой

сундук массой 100 кг на высоту 2 м. Длина доски, по которому подтягивают

сундук, 4 м.( g=10 Н/кг)

A) [2] Определите полную работу Аполная (записать формулу и вычислить). В) [2] Определите полезную работу Аполезная (записать формулу и вычислить). С) [2] Определите КПД наклонной доски-  ? (записать формулу и вычислить в %). ​

Закон преломления света позволяет объяснить интересное и практически важное явление – полное отражение света.

При прохождении света из оптически менее плотной среды в более плотную, например из воздуха в стекло или воду, u1>u2; и согласно закону преломления (1.4) показатель преломления n>1, поэтому a>b (рис. 10, a): преломленный луч приближается к перпендикуляру к границе раздела сред.

Если направить луч света в обратном направлении – из оптически более плотной среды в оптически менее плотную вдоль бывшего преломленного луча (рис. 10, б) , то закон преломления запишется так:

(1.8)

Преломленный луч по выходе из оптически более плотной среды пойдет по линии бывшего падающего луча, поэтому a< b, т. е. преломленный луч отклоняется от перпендикуляра. По мере увеличения угла a угол преломления b растет, оставаясь всё время больше угла a. Наконец, при некотором угле падения значение угла преломления приблизится к 90° и преломленный луч пойдет почти по границе раздела сред (рис. 11). Наибольшему возможному углу преломления b=90° соответствует угол паления a0.
При падении света на границу двух сред световой луч, как об этом уже упоминалось, частично преломляется, а частично отражается от нее. При a>a0преломление света невозможно. Значит, луч должен полностью отразиться. Это явление и называется полным отражением света.

Для наблюдения полного отражения можно использовать стеклянный полуцилиндр с матовой задней поверхностью. Полуцилиндр закрепляют на диске так, чтобы середина плоской поверхности полуцилиндра совпадала с центром диска (рис. 12). Узкий пучок света от осветителя направляют снизу на боковую поверхность полуцилиндра перпендикулярно его поверхности. На этой поверхности луч не преломляется. На плоской поверхности луч частично преломляется и частично отражается. Отражение происходит в соответствии с законом отражения, a преломление – в соответствии с законом преломления (1.4).

Если увеличивать угол падения, то можно заметить, что яркость (и следовательно, энергия) отраженного пучка растет, в то время как яркость (энергия) преломленного пучка падает. Особенно быстро убывает энергия преломленного пучка, когда угол преломления приближается к 90°. Наконец, когда угол падения становится таким, что преломленный пучок идет вдоль границы раздела (см. рис. 11), доля отраженной энергии составляет почти 100%. Повернем осветитель, сделав угол паденияa большим a0. Мы увидим, что преломленный пучок исчез и весь свет отражается от границы раздела, т. е. происходит полное отражение света.

Угол паденияa0, соответствующий углу преломления 90°, называют предельным углом полного отражения. При sinb=1 формула (1.8) принимает вид

(1.9)

Из этого равенства и может быть найдено значение предельного угла полного отражения a0. Для воды (n=1,33) он оказывается равным 48°35', для стекла (n=1,5) он принимает значение 41°51', а для алмаза (n=2,42) этот угол составляет 24°40'. Во всех случаях второй средой является воздух.

Явление полного отражения легко наблюдать на простом опыте. Нальем в стакан водуи поднимем его несколько выше уровня глаз. Поверхность воды при рассматривании ее снизу сквозь стенку кажется блестящей, словно посеребренной вследствие полного отражения света.

Полное отражение используют в так называемой волоконной оптике для передачи света и изображения по пучкам прозрачных гибких волокон – световодов. Световод представляет собой стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления. За счет многократного полного отражения свет может быть направлен по любому (прямому или изогнутому) пути
По мере улучшения технологии изготовления длинных пучков волокон – световодов все шире начинает применяться связь (в том числе и телевизионная) с световых лучей.

ответ:

1. расчётные формулы:

p = m/v

v = πd2 h/4, π = 3,1416, тогда p = 4m/πd2 h,

где

m - масса тела

v - объём тела

p - плотность материала

d - диаметр цилиндра

h - высота цилиндра

2. средства измерений и их характеристики:

наименование средств измерений предел измерений или номинальное значение меры цена деления шкалы класс точности предел основной погрешности

штангенциркуль 125 мм 0,05 мм/дел - ± 0,05 мм

микрометр 25мм 0,01 мм/дел 1 ± 0,04 мм

весы аналитические 200 г 1 мг/дел 2 ± 2,5 мг

3. результаты измерений:

измерение массы образца

m= 109,52 г

∆m= θm= г

измерение диаметра образца

di , мм (di - ), мм (di - ) 2 , мм2

19,11 -0,034 0,0001156

19,16 0,016 0,000256

19,15 0,006 0,36

19,10 - 0,044 0,001936

19, 20 0,056 0,003136

мм2

среднее квадратичное отклонение

граница случайной погрешности

,

где tp / n - коэффициент стьюдента для числа измерений n= 5 и доверительной вероятностью p= 0,95.

граница не исключённой систематической погрешности

мм

граница полной погрешности результата измерения диаметра

мм

результат измерения диаметра:

=   мм р = 0,95, ∆d= мм

измерение высоты образца

hi мм (hi - ), мм (hi - ) 2 , мм2

50,2 -0,05 0,0025

50,25 0 0

50,3 0,05 0,0025

50,25 0 0

50,25 0 0

среднее квадратичное отклонение

граница случайной погрешности

,

где tp / n - коэффициент стьюдента для числа измерений n= 5 и доверительной вероятностью р = 0,95.

граница не исключённой систематической погрешности

граница полной погрешности результата измерения диаметра

результат измерения высоты

= 50,25 мм р = 0,95

∆h= мм

4. расчёт искомых величин в си:

= 4m/π2 = 4·109,52 10-3 /3,14·2 ·10-3 ·50,25 10-3 =7,61кг/м3

5. оценка границы относительной погрешности результата измерения плотности:

6. оценка границы абсолютной погрешности результата измерения плотности

р = 0,95

7. окончательный результат:

р = 0,95

8. вывод:

если твёрдое тело правильной формы, то можно легко вычислить плотность материала, из которого изготовлено это тело. но учитывая некоторые неровности поверхности этого тела, погрешности некоторых приборов, наши результаты отличаются от точных на небольшую величину.

объяснение: