Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

Физика. Конспекты, примеры решения задач

Кинематика равномерного движения по окружности.

Подпись: Рисунок 38Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью – криволинейное движение, траекторией которого является окружность и при котором модуль скорости материальной точки остается постоянным.

Угловая скорость – величина, характеризующая быстроту движения тела по окружности, равная отношению угла поворота радиуса, связанного с точкой, к промежутку времени за который этот поворот произошел:

.

Единица измерения угловой скорости – радиан в секунду (рад/с). При описании движения тела по окружности углы измеряются в радианах.

Угловая скорость связана с линейной скоростью формулой

V = ω R.

Период вращения – время одного полного оборота материальной точки по окружности. Период вращения можно представить в виде:

,

где - интервал времени, в течении которого происходит оборотов по окружности.

За время, равное одному периоду, отрезок, соединяющий материальную точку с центром окружности, поворачивается на угол радиан, а тело проходит путь . С учетом этого связь периода с линейной и угловой скоростями выражается формулами:

, .

Частота вращения - величина, численно равная числу оборотов, совершаемых телом за единицу времени (одну секунду), определяется формулой:

,

и связана с периодом формулой:

.

Связь частоты с линейной и угловой скоростями:

; .

Подпись: Рисунок 39Единица измерения периода – секунда (с), единица измерения частоты обратная секунда (с-1)

Равномерное движение точки по окружности – движение с ускорением, но это не равноускоренное движение.

Центростремительное (нормальное) ускорение an – ускорение при равномерном движении по окружности, оно характеризует изменение направления вектора скорости. В каждой точке траектории ускорение направлено к центру окружности – перпендикулярно (по нормали) к касательной, проведенной к окружности в данной точке (рис-39).

.

Задача 15.1.

Найдите радиус вращающегося колеса, если линейная скорость точки, лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости точки, лежащей на 3 см ближе к оси колеса.

Дано:

Решение.

Подпись: Рисунок 40При вращении диска угловая скорость всех его точек одинакова. Действительно, за один и тот же интервал времени отрезки, соединяющие точки 1 и 2 (см. рисунок 40) с центром окружности, поворачиваются на один и тот же угол.

Точка 1 находится на ободе диска и движется по окружности, радиус которой равен радиусу диска. Обозначим его . Радиус окружности, по которой вращается точка 2, обозначим . Из условия задачи следует: . Угловые скорости точек 1 и 2 можно выразить формулами: и . Осуществляя подстановки, получим:и .

Ответ: 5 см.

Обмотка соленоида содержит 10 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля будет равной 1 Дж/м3?

Соленоид, площадь сечения которого 5 см2, содержит 1200 витков. Индукция магнитного поля внутри соленоида при токе силой 2 А равна 0,01 Тл. Определить индуктивность соленоида.

Сколько витков проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией ничтожной толщины нужно намотать на картонный цилиндр диаметром 2 см, чтобы получить однослойную катушку с индуктивностью 1 мкГн? Витки вплотную прилегают друг к другу.

Замкнутый соленоид с железным сердечником сечением 10 см2 и длиной 20 см имеет 1000 витков. При токе 0,6 А относительная магнитная проницаемость сердечника равна 400. Определить при этих условиях магнитный поток и объемную плотность энергии в сердечнике.

Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас, равна 0,2 мГн. Длина соленоида 0,5 м, диаметр 1 см. Определить число витков, приходящихся на единицу длины соленоида.

Две катушки намотаны на один сердечник. Определите их взаимную индуктивность, если при скорости изменения силы тока в первой катушке dI1/dt=3 А/с, во второй катушке индуцируется ЭДС ε12=0,3 В.

Две катушки намотаны на один сердечник. Индуктивность первой катушки L1=0,12 Гн, второй – L2=3 Гн. Сопротивление второй катушки 300 Ом. Определите силу тока во второй катушке, если за 0,01 с сила тока в первой катушке уменьшилась от 0,5 А до нуля.


Анализ электрических цепей