rinata542

26.09.2022

за який час проходження струму через спіраль електроплитки потужністю 600 Вт у ній виділилося 360 кДж енергії

Физика

Ответить

Ответы

sgritsaev

26.09.2022

Клевая задача. Максимальная скорость будет в итоге складываться из вертикальной и горизонтальной компонент:
$v= \sqrt{v_y^2+v_x^2}$

Поскольку падение происходит в гравитационном поле, то вертикальная компонента не связана с параметрами капли и зависит только от высоты падения и напряженности поля (ускорения свободного падения), так что с ней все ясно:
$mgh=\frac{m}{2}v_y^2 =\ \textgreater \ v_y^2=2gh$

Горизонтальная же компонента зависит от силы расталкивания двух частей одной капли. Скорость, приобретенная половинками исходной капли, полностью определит их кинетическую энергию. А по закону сохранения энергии, вся запасенная электростатическая энергия капли разделится между двумя капельками: частично станет их электростатической энергией и частично перейдет в кинетическую (по горизонтальной составляющей скорости). А значит, нам надо найти разность начальной и конечной электростатической энергии. Вот и все.

Начальная энергия капли равна $E_0=4\pi\epsilon_0 R\frac{\phi_0^2}{2}$

После разделения капли на две одинаковые их объемчики будут равны половине объема исходной капли, а отсюда находим их радиусы

:
$\frac{4}{3}\pi R^3=2\cdot \frac{4}{3}\pi r^3$
$r=\frac{R}{ \sqrt[3]{2} }$

Энергия распределится поровну, поэтому суммарная электростатическая энергия двух новых капель составит:
$E=E_1+E_2=4\pi\epsilon_0 r\frac{\phi^2}{2}+4\pi\epsilon_0 r\frac{\phi^2}{2}=4\pi\epsilon_0 r\phi^2$

Потенциал маленькой капли зависит от ее заряда и радиуса. Как изменился радиус мы уже знаем, а вот заряд после разделения распределился пополам - части ведь одинаковые. Поэтому
$\phi=\frac{1}{2}\frac{R}{r}\phi_0= \frac{ \sqrt[3]{2} }{2} \phi_0$

Таким образом, кинетическая энергия, связанная с горизонтальной компонентой скорости, равна
$E_k=\frac{m}{2}v_x^2=E_0-E=4\pi\epsilon_0 R\frac{\phi_0^2}{2}-4\pi\epsilon_0 r\phi^2=4\pi\epsilon_0(R\frac{\phi_0^2}{2}-\frac{R}{ \sqrt[3]{2} }\frac{ (\sqrt[3]{2})^2 }{4}\phi_0^2)$

$E_0-E=4\pi\epsilon_0\phi_0^2R(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt[3]{2}}{4})$

$m=\rho V=\rho \frac{4}{3}\pi R^3$ - суммарная масса двух частей, разумеется равна массе исходной капли.

Отсюда
$v_x^2=\frac{2}{\rho \frac{4}{3}\pi R^3}4\pi\epsilon_0\phi_0^2R(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt[3]{2}}{4})=\frac{6}{\rho R^2}\epsilon_0\phi_0^2(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt[3]{2}}{4})$

$v_x^2=\frac{3\epsilon_0\phi_0^2}{\rho R^2}(1-\frac{\sqrt[3]{2}}{2})$

Окончательно,
$v= \sqrt{v_y^2+v_x^2} = \sqrt{2gh+\frac{3\epsilon_0\phi_0^2}{\rho R^2}(1-\frac{\sqrt[3]{2}}{2})}$

AkimovaI1608

26.09.2022

Объем комнаты V = a*b*h (ширина * длина * высота). Плотность насыщенного водяного пара при текущей температуре ρн — по справочнику. Относительная влажность ϕ: ϕ = (ρa / ρн)*100%, где ρa – абсолютная плотность паров воды, Влажность ϕ1 = ϕ +10%: ϕ1 = (ρa1 / ρн)*100%; ϕ1 - ϕ = 10%; (ρa1 / ρн)*100% - (ρa / ρн) * 100% = 10%; (ρa1 - ρa)/ ρн = 1/10; ρa1 - ρa = ρн /10 Плотность должна повыситься на ρн /10. Масса воды, которую надо испарить: m = (ρн /10)*V = 0,1ρнV. Формула применим для ϕ < 90%. ответ: Объем комнаты V умножить на 0,1ρн.

Ответить на вопрос

Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:

за який час проходження струму через спіраль електроплитки потужністю 600 Вт у ній виділилося 360 кДж енергії

за який час проходження струму через спіраль електроплитки потужністю 600 Вт у ній виділилося 360 кДж енергії

Ответы

Ответить на вопрос

Ваше имя (никнейм)*

Email*

Комментарий*

Популярные вопросы в разделе

як зміниться внутрішня енергія 200 грам молока температура якого 20 градусі після того яе помістили його в холодильник де температура 5 градусів (с=3050Дж/кг*К)

Внекотором процессе газу было сообщено количество теплоты 900 дж. газ совершил работу 500 дж. на сколько изменилась внутренняя энергия газа

Какую массу имеет куб из дерева со стороной 1дм?

3. Велосипедист за первые 20 с проехал 150 м, за следующие 30 с - 300 ми за последние 10 c — 150 м. Найдите среднюю скорость велосипедиста на всем пути. Дано: Анализ: Решения

Какова постоянная силы пружины, которая растягивается на а)2 мм силой 4 Нb)4 см при массе 200 г?

Найдите k троса, с которого буксируют автомобиль массой m, движутся с ускорением a, если обсалют уединение троса дельтаl

3. Реши задачу: Какой выигрыш в силе дает доска длиной 2м, используемая в качестве наклонной плоскости для подъема груза массой 100 кг на высоту 50см?

Какой из грузовиков обладает большей кинетической энергией если скорость первого60км/ч а скорость второго 50км/ч

Динамометр , пружина якого розтягнута на 10 см, показує силу 100Н. Яка потенціальна енергія розтягнутої пружини?

за який час проходження струму через спіраль електроплитки потужністю 600 Вт у ній виділилося 360 кДж енергії

Ответы

Ответить на вопрос

Ваше имя (никнейм)*

Email*

Комментарий*

Популярные вопросы в разделе

як зміниться внутрішня енергія 200 грам молока температура якого 20 градусі після того яе помістили його в холодильник де температура 5 градусів (с=3050Дж/кг*К)​

Внекотором процессе газу было сообщено количество теплоты 900 дж. газ совершил работу 500 дж. на сколько изменилась внутренняя энергия газа

Какую массу имеет куб из дерева со стороной 1дм?

3. Велосипедист за первые 20 с проехал 150 м, за следующие 30 с - 300 ми за последние 10 c — 150 м. Найдите среднюю скорость велосипедиста на всем пути. Дано: Анализ: Решения

Какова постоянная силы пружины, которая растягивается на а)2 мм силой 4 Нb)4 см при массе 200 г?​

Найдите k троса, с которого буксируют автомобиль массой m, движутся с ускорением a, если обсалют уединение троса дельтаl

3. Реши задачу: Какой выигрыш в силе дает доска длиной 2м, используемая в качестве наклонной плоскости для подъема груза массой 100 кг на высоту 50см?​

Какой из грузовиков обладает большей кинетической энергией если скорость первого60км/ч а скорость второго 50км/ч

Динамометр , пружина якого розтягнута на 10 см, показує силу 100Н. Яка потенціальна енергія розтягнутої пружини?

як зміниться внутрішня енергія 200 грам молока температура якого 20 градусі після того яе помістили його в холодильник де температура 5 градусів (с=3050Дж/кг*К)

Какова постоянная силы пружины, которая растягивается на а)2 мм силой 4 Нb)4 см при массе 200 г?

3. Реши задачу: Какой выигрыш в силе дает доска длиной 2м, используемая в качестве наклонной плоскости для подъема груза массой 100 кг на высоту 50см?