alyans29
?>

20 за ответ 5 человек массой 80 кг качается на качелях. амплитуда его колебания 1 м. за 1 мин он совершает 15 колебаний. найти кинетическую и потенциальную энергию через 1/12 периода.

Физика

Ответы

Дмитрий74

Немного неоднозначная задача, нужно найти кинетическую и потенциальную энергию, хотя не сказано с какого именно положения нужно вести отсчет времени. Я выберу это положение сам.

И еще вопрос, что понимается под амплитудой колебаний? Пусть это будет максимальной высотой подъема тела (#)

По закону сохранения энергии

mgh=mg*x(t)+mx'(t)^2*1/2 (*)

где

h - амплитуда, т.е. максимальная высота подъема качели

x(t) - высота качели как ф-я времени

x'(t) - соотв. скорость качели как ф-я времени

(таким образом в правой части имеем потенциальную и кинетическую энергии)

Поставим начальное условие x(0)=0, т.е. пусть в начальный момент времени человек находился в самой нижней точке с макс. кинетической энергией.

Решим ОДУ (*) методом разделения переменных, получим в качестве решения ф-ии

x(t)=-\frac{49}{10} t^2\pm \frac{7\sqrt{10} }{5} t

из этих ф-ий выберем ту что с плюсом, т.к. именно ее производная при t0 обращается в нуль, что соответствует моменту остановки качели по достижении макс высоты. Найдем когда именно скорость равна нулю:

x'(t)=-\frac {49\,t}{5}}+\frac{7\sqrt{10} }{5} =0

отсюда

t=\frac{\sqrt{10} }{7}

Стоит отметить, что это решение описывает движение качели лишь на интервале времени от 0 до половины периода. Но этого нам достаточно, ибо требуется найти энергии при t = 1/12 T (где T-период)

Таким образом значение T/4=\frac{\sqrt{10} }{7} нам теперь известно. Тогда 1/12*T=1/3*(1/4*T)=\frac{\sqrt{10} }{21}

Значит качели в момент времени T/12 были на высоте x(\frac{\sqrt{10} }{21})=\frac{5}{9}

Отсюда потенциальная энергия

U=mgx=80*9.8*5/9=435.6 (Дж)

И кинетическая энергия

mgh-mgx=80*9.8*4/9=348.4 (Дж)

(#) Задачу можно рассматривать и как задачу гармонического осциллятора, т.е. с потенциальной энергией вида U(x)=1/2*m\omega^2x^2 заместо типичной mgx В этом случае данная в условии задачи частота будет использоваться (чтоб найти омега) В то же время решение ОДУ будет посложнее, функция сведется к тангенсу или чему-то подобному.

Как именно интерпретировать задачу зависит от интерпретации слова амплитуда. Я выбрал самый простой случай и что-то решил, вполне возможно совсем не то, что хотели бы видеть авторы задачи.

ooofishai4064
Итак, равновесная кристаллизация происходит без переохлаждения, причем состав кристаллов (и ранее выпавших, и образующихся при данной температуре) одинаков. Это значит, что одновременно с процессом выделения кристаллов протекают диффузионные процессы выравнивания состава жидкой фазы и насыщения ранее выпавших кристаллов до концентраций,, определяемых соответствующими точками на линиях ликвидус и солидус.[1, С.140] 

Итак, равновесная кристаллизация происходит без переохлаждения, причем состав кристаллов (и ранее выпавших, и образующихся при данной температуре) одинаков. Это значит, что одновременно с процессом выделения кристаллов протекают диффузионные процессы выравнивания состава жидкой фазы и насыщения ранее выпавших кристаллов до концентраций,, определяемых соответствующими точками на линиях ликвидус и солидус.[11, С.140] 

В действительности кристаллизация происходит так, как будто в течение всего процесса на поверхности имеется источник ступеней, на которые садятся атомы кристаллизующегося вещества. Согласно теории Франка [145], кристаллизация облегчается благодаря тому, что реальный кристалл не состоит из параллельно лежащих одна над другой плоскостей; его скорее можно представить в виде одной плоскости, закрученной в виде геликоида.. Ступенька— выход на грань кристалла винтовой дислокации (рис. 65)—не залечивается ни адсорбцией атомов на поверхности, ни диффузией их к. этой ступеньке.[10, С.181] 

В случае, когда частичная кристаллизация происходит во время первичного обжига, фазовый состав и свойства покрытия зависят от температурно-временного режима первичного обжига и дополнительной термообработки [3]. Содержание кристаллической фазы после первичного обжига, как правило, не превышает 20—30 %.[3, С.78] 

Малая величина угла 0 соответствует тому случаю, когда между зародышами и центром существует хорошее сцепление и а вц < О-АЦ- Когда кристаллизация происходит предпочтительно на каких-нибудь центрах, образование зародышей носит гетерогенный характер. Такое зарождение может иметь место при любой величине 9<180°. Это отвечает условию алц<авц + аАв. В этом случае число атомов в зародыше критического размера при гетерогенном образовании зародышей меньше, чем при гомогенном. Чем меньше величина 6, тем эффективней центр кристаллизации. Для гетерогенной кристаллизации степень переохлаждения существенно меньше, чем для гомогенной. При гетерогенном зарождении радиус зародыша не меняется, однако уменьшается число атомов в зародыше, благодаря чему возрастает вероятность достижения 'Критической величины.[10, С.174] 

Кристаллические структуры являются дискретными, организованными, термодинамически стабильными. В отсутствие внешних силовых полей время жизни т -*¦ оо (полиэтилен, полипропилен, полиамиды и др.). Кристаллизация происходит в определенном интервале температур. В обычных условиях полной кристаллизации не происходит и структура получается двухфазной. Кристалличность сообщает полимеру большую жесткость и твердость, а также теплостойкость. При длительном хранении, эксплуатации и переработке надмолекулярные структуры могут претерпевать изменения.[6, С.438] 

Стеклокристаллические эмали плавят как обычные эмали, однако их расплавы отличаются большой склонностью к кристаллизации и содержат катализаторы кристаллизации (двуокись титана, окись хрома и др.), благодаря которым кристаллизация происходит во всем объеме эмалевого покрытия.[4, С.481] 

В табл. 9.2 описаны изменения структуры, сопровождающие абсорбцию водорода различными аморфными сплавами, приведены характеристики условий абсорбции и значения температур кристаллизации. В сплаве ZrsoCuso при абсорбции водорода кристаллизация происходит при температурах ниже температуры кристаллизации для исходного сплава, при этом сплав распадается на металлическую медь и ZrH2. В сплавах Zr — Ni, Nb — Ni, Ti—Cu[7, 

В процессе охлаждения любого сплава при пересечении линии PL происходит вторичная кристаллизация: из кристаллов Дз образуются кристаллы Аа. Превращение происходит в чистом металле А, так как металлы Л и Л не растворяются друг в друге в твердом состоянии. Кристаллизация происходит всегда
Зинина-Олесия

ответ: г

Объяснение:

Сначала переведём все величины в СИ:

1 т = 1000 кг;

54 км/ч = 54/3,6 м/с = 15 м/с

Теперь проверим истинность утверхжений.

а) импульс рассчитывается по формуле p = m*v.

Начальный импульс автомобиля был p1 = 1000 кг * 15 м/с = 15 000 кг*м/с

Конечный импульс — p2 = 1000 кг * 5 м/с = 5 000 кг*м/с

Получается, что \frac{p1}{p2} = \frac{15 000}{5000} = 3, то есть p1 = 3p2. Импульс уменьшился в 3 раза, а это никак не больше, чем в 9.

Утверждение неверно.

б) Потенциальная энергия вычисляется по формуле E = m*g*h, где m — масса, g — ускорение свободного падения, h — высота, на которую поднято тело.

Масса m автомобиля не изменилась (если только у него по дороге не отвалилось колесо ;) ), высота h тоже не изменилась (автомобиль тормозил по дороге, не взлетал и не проваливался в ямы), g тоже не изменилось, т.к. автомобиль остался на планете Земля. Следовательно, потенциальная энергия тоже не изменилась.

Утверждение неверно.

в) кинетическая энергия рассчитывается по формуле E=\frac{mv^{2} }{2}, где m — масса, v — скорость.

Начальная кинетическая энергия: E1 = \frac{1000*15^{2} }{2} = 112500 (Дж)

Конечная кинетическая энергия: E2=\frac{1000*5^{2} }{2} = 12500 (Дж)

Тогда \frac{E1}{E2} = \frac{112500}{12500} = 9

E1 = 9E2. Кинетическая энергия уменьшилась в 9 раз, а не в 3.

Утверждение неверно.

г) По 2-му закону Ньютона, R=m*a, где R — равнодействующая сил, действующих на тело, m — масса тела, a — ускорение.

Ускорение можно найти по формуле a=\frac{v - v0}{t}, где v — конечная скорость, v0 — начальная скорость, t — время. Подставив данные из условия, найдём, что

a=\frac{5-15}{10} = -1 (м/с2)

По формуле 2-го закона Ньютона найдём равнодействующую:

R = 1000 кг * (-1) м/с2 = -1000 Н = -1 кН. Знак минус здесь говорит о том, что равнодействующая направлена противоположно движению автомобиля. Модуль равнодействующей равен 1 кН.

Утверждение верно.

Ответить на вопрос

Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:

20 за ответ 5 человек массой 80 кг качается на качелях. амплитуда его колебания 1 м. за 1 мин он совершает 15 колебаний. найти кинетическую и потенциальную энергию через 1/12 периода.
Ваше имя (никнейм)*
Email*
Комментарий*

Популярные вопросы в разделе

aleksvasin
vfif-804828
natasham-716
Стяжкин
svetkaiv
Evagg3856
mail5
porotikova1004
ekaterinasamoylova4705
tanyamurashova11352
tokarevmax
Galkin Vladimirovich729
info32
Bezzubova_Stepanov1355
bas7572513