При подключении к источнику тока попеременно сопротивлениями 30 ом и 48 ом в них выделяется одинаковая мощность, равная 1, 2 квт. чему равно сила тока короткого замыкания?

Пусть R0 - сопротивление проводов, E - эдс источника тока. Тогда ток короткого замыкания i0=E/R0. При подключении резистора сопротивлением R1=30 Ом в нём выделяется мощность P=i1²*R1=1200 Вт, откуда ток через резистор i1=√(P/R1)=√40 А. При подключении резистора R2=48 Ом в нём выделяется та же мощность P=i2²*R2=1200 Вт, откуда ток через резистор i2 =√(P/R2)=5 А. Но ток i1=E/(R0+R1)=E/(R0+30) А, а ток i2=E/(R0+R2)=E/(R0+48) А. Отсюда следует система уравнений:

E/(R0+30)=√40
E/(R0+48)=5

Решая систему, находим R0=(240-30*√40)/(√40-5)≈37,95 Ом, E=5*R0+240≈429,75 В. Тогда i0≈429,75/37,95≈11,32 А. ответ: ≈11,32 А.
    

2100

Объяснение:

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергии.

Полную механическую энергию рассматривают в тех случаях, когда действует закон сохранения энергии и она остаётся постоянной.

Если на движение тела не оказывают влияния внешние силы, например, нет взаимодействия с другими телами, нет силы трения или силы сопротивления движению, тогда полная механическая энергия тела остаётся неизменной во времени.

Eпот+Eкин=const  

 

Разумеется, что в повседневной жизни не существует идеальной ситуации, в которой тело полностью сохраняло бы свою энергию, так как любое тело вокруг нас взаимодействует хотя бы с молекулами воздуха и сталкивается с сопротивлением воздуха. Но, если сила сопротивления очень мала и движение рассматривается в относительно коротком промежутке времени, тогда такую ситуацию можно приближённо считать теоретически идеальной.

Закон сохранения полной механической энергии обычно применяют при рассмотрении свободного падения тела, при его вертикальном подбрасывании или в случае колебаний тела.

Пример:

При вертикальном подбрасывании тела его полная механическая энергия не меняется, а кинетическая энергия тела переходит в потенциальную и наоборот.

Преобразование энергии отображено на рисунке и в таблице.

2 (1).svg

 

 

Точка нахождения тела

Потенциальная энергия

Кинетическая энергия

Полная механическая энергия  

3) Самая верхняя  

(h = max)

Eпот  =  m⋅g⋅h  (max)

Eкин  = 0

 Eполная  =  m⋅g⋅h  

2) Средняя  

(h = средняя)

Eпот  =  m⋅g⋅h  

Eкин  =  m⋅v22  

Eполная = m⋅v22 + m⋅g⋅h  

1) Самая нижняя  

(h = 0)

Eпот  = 0

Eкин  =  m⋅v22  (max)

Eполная  =  m⋅v22  

 

Исходя из того, что в начале движения величина кинетической энергии тела одинакова с величиной его потенциальной энергии в верхней точке траектории движения, для расчётов могут быть использованы ещё две формулы.

Если известна максимальная высота, на которую поднимается тело, тогда можно определить максимальную скорость движения по формуле:

 

 vmax=2⋅g⋅hmax−−−−−−−−−√ .

 

Если известна максимальная скорость движения тела, тогда можно определить максимальную высоту, на которую поднимается тело, брошенное вверх, по такой формуле:

 

 hmax=v2max2g .

 

Видео: «Демонстрация изменения кинетической и потенциальной энергии тела при подвеса»

 

Чтобы отобразить преобразование энергии графически, можно использовать имитацию «Энергия в скейт-парке», в которой человек, катающийся на роликовой доске (скейтер) перемещается по рампе. Чтобы изобразить идеальный случай, предполагается, что не происходит потерь энергии в связи с трением. На рисунке показана рампа со скейтером, и далее на графике показана зависимость механической энергии от места положения скейтера на траектории.

 

3 (1).svg

 

На графике синей пунктирной линией показано изменение потенциальной энергии. В средней точке рампы потенциальная энергия равна  нулю . Зелёной пунктирной линией показано изменение кинетической энергии. В верхних точках рампы кинетическая энергия равна  нулю . Жёлто-зелёная линия изображает полную механическую энергию — сумму потенциальной и кинетической — в каждый момент движения и в каждой точке траектории. Как видно, она остаётся  неизменной  во всё время движения. Частота точек характеризует скорость движения — чем дальше точки расположены друг от друга, тем больше скорость движения.

 

4.svg

 

На графике видно, что значение потенциальной энергии в начальной точке совпадает со значением кинетической энергии в середине рампы.

В реальной ситуации всегда происходят потери энергии, так как часть энергии выделяется в виде тепла под влиянием сил трения и сопротивления.  

Поэтому для того, чтобы автомобиль двигался с равномерной и неизменной скоростью, необходимо постоянно подводить дополнительную энергию, которая компенсировала бы энергетические потери.

На лснованиии принципа Германа- Эйлера-Даламбера и еще там кого-то уже не помню, можно рассмотреть поезд как покоящийся (т. е. не подвижный) , если приложить к нему все внешние силы (это его вес - М*ж) и силы инерции - в данном случае - центробежной силы, которая рана Ф=М*С2 / Р, ж - ускорение свободного падения, т. е. 9,81 м/с2
где М - масса поезда, С - его скорость (С2 - скорость в квалрате) , Р - радиус кривизны траектории, в задаче - радиус по которому изогнулся мост.
Тогда на мост действует сила М*ж + М * С2 / Р = 400 000 * 9,81 + 400 000 * (20*20) / 2000 = 3924000 + 80000 = 4004000 Н (ньютонов) = 4004 кН (килоньютона)