ОбъяснеЦель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с механизма (наклонной плоскости), меньше полной.
"Золотое правило" механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоту h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.
В первом случае работа равна:
А1 = Fтh, где
F сила тяжести действующая на тело, h - высота подъема. Во втором случае работа равна: А2 = Fl, где
F - сила, прилагаемая к телу для перемещения его равномерно по наклонной плоскости,
l - длина наклонной плоскости. А1 = А2 при отсутствии силы трения. При наличии силы трения работа: А2 > А1
А2 - полная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h с наклонной плоскости. А1 - полезная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h без наклонной плоскости.
Разделив полезную работу на полную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах
Ход работы описан в учебнике.
Вычисления
Дополнительное задание.
Согласно "Золотому правилу" механики при отсутствии трения имеем:
отсюда
именно во столько раз мы выигрываем в силе, применяя эту наклонную плоскость.
отметим заряды как q1, q2. неизвестный заряд (помещённый) - q3. расстояния: от q1 до q2 - r, от q1 до q3 - r1.
если система в равновесии, то силы, действующие на шарик, равны.
отсюда:
k*q1*q3/r1^2=k*q2*q3/(r-r1)^2;
q1/q2=r1^2/(r-r1)^2;
r1/(r-r1)=(q1/q2)^(1/2);
r-r1=r1*(q2/q1)^(1/2);
r=r1(1+(q2/q1)^(1/2));
r1=r/(1+(q2/q1)^(1/2));
проверку единиц измерения делать не буду.
r1=0,04/(1+(1/9)^(1/2))=4/(40/3)=0,03 м, т.е. 3 см.
ответ: поместить надо в расстоянии 3 см от более заряженного шарика и в 1 см от менее заряженного.
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос: