Лифты в Главном здании МГУ разгоняются с ускорением 3 м/с2. Изобразите все силы, действующие на студента мехмата массой 60 кг, зашедшего на 16 этаже и нажавшего кнопку 1 этажа. Запишите для уставшего студента II закон Ньютона в векторной форме, спроецируйте его на ось и определите вес студента во время разгона лифта

дано

S=24 см =0.24 м

t= 4 нс =4 *10^-9 c

Vo= 0 м/с

m=9.1*10^-31 кг

q=1.6*10^-19 Кл

U - ?

 

решение

электрон движется равноускоренно     S = Vot +at^2/2 = at^2/2

ускорение  a = 2S / t^2

сила  по 2-му закону Ньютона F=ma

работа поля по перемещению электрона  A= F*S=m*2S / t^2 * S = m*2S^2 / t^2  (1)

работа также по другой формуле A=q*U  (2)

приравняем  (1)(2)

m*2S^2 / t^2   = q*U 

анодное напряжение

U = m/q * 2S^2 / t^2   

подставим значения из условия

U = 9.1*10^-31 /1.6*10^-19 *2*0.24^2 / (4 *10^-9)^2 = 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

ответ 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

Фактов, как я понял 2. 1. Вакуум сокращает срок службы. 2. Перегорание в момент включения цепи. В момент выключения, кстати, происходит то же самое. Первое. Любое вещество, даже твердое (при этом, правда, физики называют испарение сублимацией, испаряется. Количество испаренных молекул (атомов зависит от температуры и от давления среды, в которой находится тело. Чем больше температура - тем больше количество испаренных молекул (атомов). Чем меньше давление среды - тем больше количество испаренных молекул. То есть нагретый до высоких температур нить накаливания очень быстро расходуется, становится тонким и быстро перегорает, так как при прежнем напряжении, увеличивается сопротивление (меньше площадь сечения) и, значит, температура работы. Вторая немного сложнее. В момент разрыва цепи (включения или включения, действуют несколько характеристик, влияющих на срок службы и все они приводят к росту напряжения, а значит тока. Не знаю, изучают ли в в 5-9 классах эти явления. Просто скажу о них. Первое - на контактах выключателя появляется электрическая дуга, что приводит очень быстрому, хотя и кратковременному росту тока, значит перегрева нити накаливания. Вторая причина лучше работает если в цепи есть индуктивности (катушки), например, волосок нити накаливания, скрученный в спираль. Тогда имеется явление, называемое самоиндукцией. Если просто, то оно, как и дуга, препятствует изменению тока и напряжения в цепи. Правда, при этом не соразмеряет изменения. Примерно так.