Чем объясняется то, что все тела независимо от их массы движется при падении, а также при движении тела, брошенного вертикально вверх, с одинаковыми ускорениями? у всех одинаковое g, но как это объяснить?

Вообще говоря, этот факт является следствием, что инертная и гравитационная масса равны с фантастической точностью. Покажем это.
Напишем уравнения движения для тела произвольной массы, брошенного с Земли: .
Приближением, кстати, можно пользоваться только при .
По каким-то причинам массы  и  равны. Поэтому на них можно сократить. Видите - раз они сократились в уравнениях движения, значит от них движение не зависит.

Две лампочки, на которых написано: 60 Вт, 220 В и 100 Вт, 220 В, соединили последовательно и включили в сеть. Какая из лампочек будет гореть ярче?

Читатель: Конечно, та, на которой написано 100 Вт, 220 В, ведь ее мощ­ность больше.

Автор: Ее мощность была бы больше, если бы на каждую из лампочек по­дали то напряжение, на которое они рассчитаны, т.е. 220 В. Но если лампочки соединены последовательно, то на каждой из них будет мень­шее напряжение, ведь при последовательном соединении справедлива формула: U0 = U1 + U2, где U0 – напряжение в сети, а U1 и U2 – напряжение соответственно на первой и второй лампочках.

Читатель: Не знаю... Но ведь не может же такого быть, чтобы ярче горела лампочка, рассчитанная на 60 Вт, чем лампочка, рассчитанная на 100 Вт?

Автор: Оказывается, может. Чтобы убедиться в этом, решим следующую задачу.

Задача 15.9. Лампочку, рассчитанную на мощность  = 60 Вт, и лампочку, рассчитанную на мощность  = 100 Вт, соединили последовательно и включили в сеть. Известно, что лампочки рассчитаны на одинаковое напряжение. Найдите отношение тепловых мощностей в лампочках: 

 = 60 Вт  = 100 ВтРешение. Договоримся, что мощности, на которые рассчи­таны лампочки (их еще называют номинальными мощностями) будем обозначать буквами с ноликом вверху:   , а реальные мощности – без нолика: Р1, Р2. Пусть лампочки рассчитаны на напряжение U 

и имеют сопротивления R1 и R2. Тогда согласно формуле (15.11):

 ; (1)

 . (2)

Пусть при последовательном соединении через лампочки идет ток. Сила тока равна I. Тогда согласно формуле (15.12):

Р1 = I2R1; (3)

Р2 = I2R2. (4)

Разделим равенство (1) на равенство (2), а равенство (3) на равенство (4), получим:

    ;

    .

Итак:

 ; (5)

 . (6)

«Перевернем» дроби в левой и правой частях равенства (5), получим:

 . (7)

Поскольку в равенствах (6) и (7) правые части равны, то равны и ле­вые части равны:

 . (15.27)

ответ в общем виде получен. Заметим, что чем больше номинальная мощность первой лампы  , тем меньше (!) ее реальная мощность Р1. Подставим численные значения:

 =  = 1,666... » 1,7.

ответ:  » 1,7.

СТОП! Решите самостоятельно: А17, А18, В34, В37, В35, В36, С24.

 

Можно ли лампочку, рассчитанную на напряжение 120 В,

Потому что железо – ферромагнетик.

У каждого атома железа есть электроны, которые вращаются вокруг ядра. Получается, в сердечнике есть миллиарды миллиардов движущихся зарядов. Движущиеся заряды создают магнитное поле. Получается, каждый электрон создаёт крохотное магнитное поле.

До включения электромагнита в сердечнике электроны движутся хаотично – кто куда. Поэтому вклад каждого электрона в общее магнитное поле сердечника может быть направлен куда угодно, и в целом из миллиарда миллардов электронов на каждый электрон найдётся другой, который делает противоположный вклад (создаёт магнитное поле в другую сторону). Поэтому в сумме сердечник практически не намагничен.

После включения электромагнита вокруг и внутри него возникает магнитное поле, которое действует на электроны сердечника – они начинают выстраивать своё движение так, чтобы их вклад был сонаправлен с этим внешним магнитным полем (можно сказать, что магнитные моменты электронов выстраиваются вдоль линий магнитного поля электромагнита). Получается, что электроны начинают создавать магнитное поле как бы в одну сторону, и суммарное магнитное поле (то есть поле сердечника) становится значительным. Так сердечник усиливает магнитное поле катушки с током.

После выключения тока в катушке (выключения электромагнита) пропадает внешнее для сердечника магнитное поле. У многих материалов бы при этом сбилось бы упорядоченное движение электронов (снова бы стали двигаться хаотично), и пропало бы у сердечника собственное магнитное поле.

Но железо не такое! У него сохраняется упорядоченность движения электронов вокруг атомов, и они ещё долго будут создавать сильное магнитное поле. Такие вещества, у которых не сбивается, и называют ферромагнетиками. Они долго ещё остаются намагниченными после исчезновения внешнего магнитного поля.