Основные законы и формулы физика

Движение тел в жидкостях и газах Одной из важнейших задач аэро- и гидродинамики является исследование движения твердых тел в газе и жидкости, в частности изучение тех сил, с которыми среда действует на движущееся тело. Эта проблема приобрела особенно большое значение в связи с бурным развитием авиации и увеличением скорости движения морских судов. На тело, движущееся в жидкости или газе, действуют две силы (равнодействующую их обозначим R), одна из которых (Rx) направлена в сторону, противоположную движению тела (в сторону потока), — лобовое сопротивление, а вторая (Ry) перпендикулярна этому направлению — подъемная сила

Протон с начальной скоростью 100 км/с влетел в однородное электрическое поле с напряженностью 300 В/см. Вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь должен пройти протон для удвоения его скорости? Заряд протона 1,6×10-19 Кл, масса протона 1,67×1027 кг. Ответ представьте в миллиметрах и округлите до десятых.

Дано:

Решение:

u0 = 105 м/с

Е = 3×104В/м

u = 2u

q = 1,6×10-19 Кл

m = 1,67×1027 кг

На заряженную частицу в электрическом поле действует сила

,  (1)

действующая в направлении поля. Она придает этой частице ускорение

s = ?

. (2)

путь, который пройдет протон для удвоения его скорости можно найти из формулы равноускоренного движения

s = . (3)

Для нахождения ускорения используем формулы (1) и (2).

ma = qE.

Отсюда

а = .

Подставим полученное выражение для ускорения в формулу пройденного пути (3) и рассчитаем искомую величину.

s =  = = 5,2×10-3 (м) = 5,2 (мм). 

Ответ: s = 5,2 мм

Пример. Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется по закону p=kVn, где k и n некоторые постоянные.

Решение. При расширении газа (V2>V1) выполняется соотношение . Поэтому

.

По условию задачи  Тогда  или .

Таким образом, газ нагревается при расширении, если n> 1.§

Изохорическим (изохорным) процессом называется термодинамический процесс, при котором объем газа остается постоянным.

Изобарическим (изобарным) процессом называется термодинамический процесс, при котором давление газа остается постоянным.

Изотермическим процессом называется процесс, при котором температура газа остается постоянной.

Два шарика с зарядами q1 и q2 имели вначале одинаковые по модулю и направлению скорости. После того, как на некоторое время было включено однородное электрическое поле, направление скорости 1-го шарика повернулось на 60°, а модуль скорости уменьшился вдвое. Направление скорости 2-го шарика повернулось на 90°. Во сколько раз изменилась скорость второго шарика? Определите модуль отношения заряда к массе 2-го шарика, если для 1-го он равен k1. Электрическим взаимодействием шариков пренебречь.

В тонкостенной непроводящей равномерно заряженной сфере радиуса r = 1 см имеются два небольших диаметрально противоположных отверстия. По прямой, соединяющей отверстия, из бесконечности движется со скоростью υ0 = 5000 м/с частица массой m с зарядом q (заряды сферы и частицы одноименные). Найдите время, в течение которого заряд будет находиться внутри сферы. Заряды и массы сферы и частицы принять одинаковыми и равными m = 1 мг и q = 1 мкКл. Ответ представьте в микросекундах и округлите до десятых.

Каждой из двух одинаковых капелек воды, находящихся в воздухе
(e = 1), сообщен заряд 1,7×10-16 Кл. При этом кулоновская сила отталкивания капелек уравновесила силу их гравитационного притяжения. Определите объем этих капелек. Электрическая постоянная 8,85×10-12 Ф/м, гравитационная постоянная 6,67×10-11 м3/(кг×с2), плотность воды 1000 кг/м3. Ответ представьте в кубических миллиметрах и округлите до целого числа

Три маленьких заряженных шарика с зарядами q1 = –1 нКл, q2 = 5 нКл и qо = 10-8 Кл соответственно закреплены в вакууме вдоль одной прямой на расстоянии а = 1 см друг от друга. Какую максимальную скорость приобретет правый шарик массой mо = 10 нг, если его освободить? Ответ представьте в единицах СИ. [90]

По тонкому кольцу радиусом 4 см равномерно распределен заряд 50 нКл. На оси кольца на расстоянии 3 см от его центра помещают частицу с зарядом -18 нКл и массой 1 мг и отпускают. Найдите скорость частицы в тот момент, когда она будет пролетать через центр кольца, k = 9-109 м/Ф

Относительная влажность измеряется в процентах. Таким образом, относительную влажность можно определять также по отношению парциального давления пара к давлению насыщенного пара.

Точкой росы называется температура воздуха, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным (влажность j=100%). Т.е. при этой температуре давление пара становится равным давлению насыщенного пара.

Давление пара не может быть больше давления насыщенного пара - при этом давлении происходит конденсация пара. При нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100оС – наступает равновесие между жидкостью и паром (в пузырьках) – т.е. водяной пар становится насыщенным. Таким образом, давление насыщенного пара при 100ос равно нормальному атмосферному давлению.

Пример. В закрытом сосуде объемом V=1 л находятся воздух и водяной пар при температуре 100оС. Относительная влажность воздуха j=25%. Какая масса водяного пара сконденсируется, если объем изотермически уменьшить в n=5 раз? р0 – нормальное атмосферное давление, m - молярная масса воды.

Решение. Давление насыщенного пара при 100оС равно нормальному р0. Поэтому давление пара . При изотермическом сжатии до некоторого объема V1 давление пара будет увеличиваться до тех пор, пока не станет равным давлению насыщенного пара р0: , . При дальнейшем сжатии пар начнет конденсироваться, его давление и плотность при этом будут постоянными. Поэтому масса конденсата


Конденсаторы зарядили до напряжения