Брусок массой 4 кг лежит на столе, коэффициент трения равен 0, 25. какая сила трения действует на брусок, если его тянут в горизонтальном направлении с силой: а) 4н; б) 12н

Горизонтальная сила F уравновешена Fтр => F = Fтр
а) при 4Н: μN = μmg = 0.25*4*10 = 10 Н
Fтр не может быть больше приложенной силы => ответ: 4 Н, тело неподвижно.
б) при 12Н: μN = μmg = 0.25*4*10 = 10 Н
=> ответ: 12 Н, тело движется с ускорением.

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

электрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, по закону био — савара—лапласа (см. (110. пропорциональна току. сцепленный с контуром магнитный поток ф поэтому пропорционален току  iв контуре:

ф=li,  (126.1)

где коэффициент пропорциональности  l  называется  индуктивностью контура.

при изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток; следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называетсясамоиндукцией.

из выражения (126.1) определяется единица индуктивности  генри  (гн): 1 гн — индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 а равен 1 вб:

1 гн=1 вб/а=1в•с/а.

рассчитаем индуктивность бесконечно длинного соленоида. согласно (120.4), полный магнитный поток через соленоид

(потокосцепление) равен 0(n2i/l)s.  подставив это выражение в формулу (126.1), получим

т. е. индуктивность соленоида зависит от числа витков соленоида  n,  его длины  l, площади s и магнитной проницаемости  вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида.

можно показать, что индуктивность контура в общем случае зависит только от формы контура, его размеров и магнитной проницаемости той среды, в которой он находится. в этом смысле индуктивность контура — аналог электрической емкости уединенного проводника, которая также зависит только от формы проводника, его размеров и диэлектрической проницаемости среды (см. §93).

применяя к явлению самоиндукции закон фарадея (см. (123. получим, что э.д.с. самоиндукции

если контур не деформируется и магнитная проницаемость среды не изменяется (в дальнейшем будет показано, что последнее условие выполняется не всегда), то  l=const и

где знак минус, обусловленный правилом ленца, показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к  замедлению изменения  тока в нем.

если ток со временем возрастает, то

di/dt> 0 и ξs< 0, т. е. ток самоиндукции

направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и тормозит его возрастание. если ток со временем убыва-

198

ет, то di/dt< 0 и ξs> 0,  т. е. индукционный

ток имеет такое же направление, как и убывающий ток в контуре, и замедляет его убывание. таким образом, контур, обладая определенной индуктивностью, приобретает электрическую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока тормозится тем сильнее, чем больше индуктивность контура.