Игровые слоты в популярном интернет казино http://igrovyeavtomaty24.top/ без регистрации прокачивают скилл игры|Играйте в игровые слоты с халявными вращениями в интернет казино http://igrovyeavtomatyvulkan777.date/ и поднимайте деньги на реальный счет с регулярными выплатами
Элементы квантовой механики Молекулярные спектры Полупроводники Ядерная физика Кинематика примеры задач

Физика. Конспекты, примеры решения задач

Закон Ома для замкнутой цепи.

 Электростатические силы совершают работу по переносу заряда из точки с большим потенциалом в точку с меньшим потенциалом до тех пор, пока потенциалы на концах проводника не станут равны и ток не прекратится. Чтобы ток не прекращался в проводнике должны действовать силы, задача которых вернуть заряд в точку с большим потенциалом. Такие силы имеют не электростатическую природу и называются сторонними. Тогда по перенесению заряда совершается работа не только электростатическими, но и сторонними силами

 Работа сторонних сил по перемещению заряда называется ЭДС (электродвижущая сила)  (6).

Закон Ома для неоднородного участка цепи (участка, содержащего ЭДС) имеет вид, (8)

IR – падение напряжения на участке, ε – ЭДС.

Применив закона Ома для неоднородного участка цепи к различным разветвленным цепям, получим удобные для расчетов правила Кирхгофа.

Если цепь замкнута, потенциалы равны φ1 = φ2, тогда падение напряжения определяется только работой сторонних сил. В источнике напряжения выделяется тепло и чтобы его учесть, ему приписывают внутреннее сопротивление r. Тогда закон Ома для замкнутой цепи имеет вид

 (9)

Магнитостатика.

 Существуют экспериментальные предпосылки, обуславливающие необходимость введения понятия магнитно поля:

в природе существуют некие силы, вызывающие поворот магнитной стрелки (рис.6);

вблизи проводника с током наблюдается поворот магнитной стрелки (рис.7);

проводники с током взаимодействуют с силами, зависящими от величины и направления тока в них (рис. 8).

Для объяснения вышеизложенных фактов было введено понятие магнитного поля – особого вида материи, по средствам которого взаимодействуют токи.

 Традиционно, для определения любого поля вводится векторная характеристика – напряженность, определяющая силу взаимодействия поля с единичным объектом (единичной массой в случаи гравитационного поля, единичным зарядом в случаи электрического поля). В случаи магнитного поля исторически первым было введено понятие индукции – силы, действующей на проводник с током длиной 1 м с током силы 1 А, расположенный перпендикулярно силовым линиям поля.

Пример 1.4. На барабан радиусом 0,5 м намотан шнур, к концу которого привязан груз массой 12 кг. Найти момент инерции барабана, если груз опускается с ускорением 1,81 м/с2. Барабан считать однородным цилиндром. Трением пренебречь.

Дано:  R=0,5м,

m=12 кг,

a=1,81 м/с2.


Найти: J.

Решение

Рис. 2

Запишем основной закон динамики вращательного движения:

. (1.4.1)

Здесь J – момент инерции цилиндра относительно оси вращения, проходящей через центр масс, ε – угловое ускорение (ускорение вращательного движения), M – момент силы, заставляющей барабан вращаться. Такой силой является сила натяжения шнура Т.

Модуль момента силы равен:

.  (1.4.2)

Из рис. 2 видно, что α=900, поэтому:

. (1.4.3)

Угловое ускорение ε связано с линейным ускорением a соотношением:

,  (1.4.4)

где R – радиус барабана.

С учетом (1.4.3) и (1.4.4) перепишем (1.4.1) в скалярном виде (вектор М и вектор ε направлены в одну сторону):

.  (1.4.5)

Выразим из (1.4.5) J:

.  (1.4.6)

Силу натяжения шнура Т найдем из второго закона Ньютона, записанного для поступательно движущегося груза (рис. 2):

. (1.4.7)

Сила натяжения шнура, вращающая барабан и сила, действующая на груз, равны по модулю и направлены в противоположные стороны. Проекция уравнения (1.4.7) на ось OY имеет вид:

.  (1.4.8)

Выразим из (1.4.8) Т и подставим полученное выражение в (1.4.6):

.  (1.4.9)

Проверим размерность:

.

Подставим в (1.4.9) числовые данные:

.

Ответ: момент инерции барабана J=12 м2кг.


Анализ электрических цепей