Хоккейная шайба массой 160 г летит со скоростью 20 м/c. определите ее кинетическую энергию.

M=160 г =0.16 кг
V=20м/с
Кинетическая энергия = массе * квадрат скорости / 2
Ek=(m*V^2) / 2= (0.16*20^2 )/2 = 32 Джоуля.

1). Ключ разомкнут.

Мощность тока, выделяемая на верхних и нижних резисторах одинаковая и равна 250 Вт.

Мощность тока:

      P = I²·R

В верхней и нижней паре резисторов течет одинаковый ток, равный половине общего тока в цепи:

      I₁ = I₂ = I/2 = 1,25 (A)

Сопротивление верхней и нижней пары резисторов:

      R₁ = R₂ = 4P₁/I² = 4P₂/I² = 1000 : 6,25 = 160 (Ом)

Общее сопротивление цепи:

       R = R₁R₂/(R₁+R₂) = 25600 : 320 = 80 (Ом)

Напряжение на источнике питания:

       U = I·R = 2,5 · 80 = 200 (В)

Сопротивление 50-ваттного резистора:

       R₁₁ = R₂₂ = 50 : 1,25² = 32 (Ом)

Сопротивление 200-ваттного резистора:

       R₁₂ = R₂₁ = 200 : 1,25² = 128 (Ом)

Напряжение на 50-ваттных резисторах:

       U₁₁ = U₂₂ = I₁·R₁₁ = I₂·R₂₂ = 1,25 · 32 = 40 (B)

Напряжение на 200-ваттных резисторах:

       U₁₂ = U₂₁ = I₁·R₁₂ = I₂·R₂₁ = 1,25 · 128 = 160 (B)

2). Ключ замкнут.

Резисторы соединены двумя последовательными группами, в каждой из которых два параллельно соединенных резистора по 32 и 128 Ом.

Общее сопротивление цепи:

       R = R₁ + R₂ = 2 · 32 · 128 : 160 = 51,2 (Ом)

Напряжение на резисторах при том же токе в цепи:

       U = I·R = 2,5 · 51,2 = 128 (B)    

Напряжения на левой и правой группе резисторов одинаковые и равны половине общего напряжения:

      U₁ = U₂ = U/2 = 64 (B)

Мощность тока на резисторах R₁₁ и R₂₂ (32 Ом):

      P₁₁ = P₂₂ = U₁²/R₁₁ = U₂²/R₂₂ = 64² : 32 = 128 (Вт)  

Мощность тока на резисторах R₁₂ и R₂₁ (128 Ом):

      P₁₂ = P₂₁ = U₁²/R₁₂ = U₂²/R₂₁ = 64² : 128 = 32 (Вт)

А)

1. масса водорода

v1 = m1 / M => m1 = v1 M

m1 = 10^(3) * 2*10^(-3) = 2 кг

2. объем первого сосуда

по уравнению Менделеева-Клапейрона:

P1 V1 = v1 R T1 => V1 = v1 R T1 / P1

V1 = (10^(3)*8.31*300)/(4*10^(6)) ≈ 0.623 м³

б)

плотность водорода до открытия крана

разделив на объем обе части уравнения Менделеева-Клапейрона (с расписанным количеством вещества), выводим плотность:

p = (P1 M) / (R T1).

p = (4*10^(6)*2*10^(-3)) / (8.31*300) ≈ 3.208 кг/м³

в) 

объем второго сосуда

очевидно, что V1 + V2 = V (V2 - это искомый объем 2 сосуда, V - общий объем 1 и 2 сосуда; пренебрегаем объемом трубки)

значит, V2 = V - V1

объем обоих сосудов определим из уравнения М.-К.:

P2 V = v1 R T2,

V = v1 R T2 / P2.

V = (10^(3)*8.32*270)/(2*10^(6)) ≈ 1.123 м³

тогда V2 = 1.123 - 0.623 = 0.5 м³

г)

отношение тепловых скоростей... V(до)/V(после) - ?

V(до) = sqrt(3RT1/M)
V(после) = sqrt(3RT2/M)

тогда V(до)/V(после) = √T1 / √T2

V(до)/V(после) = 17,320 / 16,431 ≈ 1,054