Объяснение:
W = Iω2/2 (энергия равна моменту инерции вращающейся системы помноженного на половину квадрата угловой скорости)
Когда человек сближает гири, у него, на самом деле, сгибаются ещё и руки в локтях. Поэтому момент инерции человека тоже меняется, но этим можно пренебречь.
W1 = I1 общ.ω12/2 // Кинетическая энергия вращения до сближения гирь.
W2 = I2 общ.ω22/2 // Кинетическая энергия вращения после сближения гирь.
I1 общ. = 2I1 + Iчеловека // I1 - момент инерции одной гири до сближенния.
I2 общ. = 2I2 + Iчеловека // I1 - момент инерции одной гири после сближенния.
ω1 = 2πν1
ω2 = 2πν2
ΔW = W2 - W1 = I2 общ.ω22/2 - I1 общ.ω12/2 = (2I2 + Iчеловека)2π2ν22 - (2I1 + Iчеловека)2π2ν12
И что теперь?! Мы знаем всё, кроме момента инерции человека. Как же быть?! А очень просто. В описанном действии сохраняется момент количества движения. Слыхали о таком? Так вот в соответсвии с законом о сохранении момента количесва движения можно записать:
I1&omega1 = I2&omega2 // Здесь слева и справа стоят выражения называемые моментом количества движения (или момент импульса, т.к. это одно и тоже: кол-во движения ~ импульс)
2π(2I1 + Iчеловека)&nu1 = 2π(2I2 + Iчеловека)&nu2
Iчеловека(&nu2-&nu1) = 2I1ν1 - 2I2ν2
Iчеловека = (2I1ν1 - 2I2ν2)/(&nu2-&nu1)
Начнём численные рассчёты.
Можно было бы посчитать в общем виде, но мы не на экзамене.
I1 = mr12 = md12/4 = 2·1.52/4 = 1.125 кг·м2
I2 = mr22 = md22/4 = 2·0.82/4 = 0.32 кг·м2
Iчеловека = (2·1.125·1 - 2·0.32·1.5)/(1.5 - 1) = 2.58 кг·м2 (Я сейчас подумал и решил сообщить о поправке. Это не момент инерции человека, а момент инерции всей вращающейся системы исключая гири, т.е. человека, скамейки, содержимого карманов и т.п.)
Досчитываем до конца.
ΔW = 2π2(ν22(Iчеловека + 2I2) - ν12(Iчеловека + 2I1)) = 2·3,142·(1.52(2.58 + 2·1.125) - 1·(2.58 + 2·0.32)) = 150.8 Дж.
ответ: На 150.8 джоулей.
Объяснение:Токи ветвей связи I1 === 6,23 A;
I2 === 4,61 A;
I0 === 9,12 A.
Токи ветвей дерева I3 = I0 – I1 = 9,12 – 6,23 = 2,89 A;
I4 = I0 – I2 = 9,12 – 4,605 = 4,52 A;
I5 = I2 – I1 = 4,605 – 6,23 = -1,63 A.
Баланс мощностей E×I0 =.
400×9,12 = 9,122×10 + 6,232×20 + 4,612×40 + 2,892×60 + 4,522×30 + 1,632×30,
SРГ = 3648 Вт; SРП = 3648 Вт.
Баланс мощностей сошёлся. Задача решена верно.
ЗАДАЧА 1.16. Рассчитать токи во всех ветвях цепи, представленной на рис. 1.24, если:
E1 = 100 B, E2 = 50 B, r1 = r2 = 10 Ом, r3 = 20 Ом.
ответы: I1 = 4 A; I2 = -1 A; I3 = 3 A.
ЗАДАЧА 1.17. В схеме рис. 1.25 определить токи во всех ветвях с применением законов Кирхгофа, если E1 = 100 B, E2 = 50 B, J = 5 A;
r1 = r2 = 10 Ом, r3 = 20 Ом.
ответы: I1 = 6 A; I2 = 1 A; I3 = 2 A.
ЗАДАЧА 1.18. Определить токи по законам Кирхгофа в ветвях схемы (рис. 1.26) и проверить баланс мощностей, если: E1 = 120 B, E2 = 60 B, J = 4 A; r1 = r2 = 20 Ом, r3 = 5 Ом, r4 = 15 Ом.
ответы: I1 = 2 A; I2 = -1 A; I3 = 1 A,
I4 = 5 A, P = 480 Bт.
ЗАДАЧА 1.19. Определить токи в ветвях мостовой схемы (рис. 1.27), если известны параметры цепи:
Е = 4,4 В, r1 = 20 Ом, r2 = 60 Ом, r3 = 120 Ом, r4 = 8 Ом, r5 = 44 Ом.
ответы: I = 0,2 А; I1 = 0,156 А; I2 = 0,044 А;
I3 = 0,004 А; I4 = 0,16 A; I5 = 0,04 А.
