Мощность и эффективность в физике, формулы и примеры - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Средняя мощность, развиваемая двигателем автомобиля во время движения:

Содержание

Мощность. ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Единицей измерения мощности в СИ является Ватт.

Мощность – это показатель того, насколько быстро может быть выполнена работа. Очевидно, что чем меньше времени требуется для выполнения работы, тем эффективнее машина или устройство.

где – это сила, которая совершает работу, – это скорость вашего тела.

η = 20 – 10/20 *100% = 50%

Эффективность в механике

Главный секрет заключается в том, что эта формула может быть применена к любой эффективности.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

η = (A полезная/А стоимость) * 100%.

η – коэффициент полезного действия [%].

Используется полезная работа [Джоули].

Отходы – трудозатраты [Дж].

С этого момента мы просто заменяем полезную и используемую работу на ценности, которые есть.

Давайте рассмотрим пример проблемы.

Проблема

Мальчик толкает санки массой 4 кг в гору длиной 12 метров, прикладывая к ним силу 15 Н. Высота горки составляет 2 метра. Найдите эффективность этого процесса. Примем ускорение свободного падения за g ≃9,8 м/с^2

Запишите формулу эффективности.

η = (A полезная/А стоимость) * 100%.

Теперь нам нужно задать два основных вопроса:

В чем был смысл всего этого?

Чтобы поднять санки на холм, то есть придать телу потенциальную энергию. Таким образом, в этом процессе полезная работа равна потенциальной энергии саней.

Потенциальная энергия

Ep = mgh

Ep – потенциальная энергия [Джоули]

m – масса тела [кг].

g – гравитационное ускорение [м/с^2].

На планете Земля g ≃9,8 м/с^2

Что вызывает этот процесс?

Мальчик тянет санки. Следовательно, произведенная работа равна механической работе

Механическая работа

A = FS

A – механическая работа [Дж].

F – приложенная сила [Н].

Заменим в формуле КПД полезную работу на потенциальную энергию, а затраченную работу – на механическую:

η = Ep/A * 100% = mgh/FS * 100%

η = 4*9,8*2/15*12 * 100% = 78,4/180 * 100% ≃ 43,6 %

Ответ: Эффективность процесса составляет приблизительно 43,6 %.

В 1824 году инженер Карно определил КПД идеального двигателя, когда коэффициент равен 100%. Для интерпретации этого понятия была создана специальная машина со следующей формулой: η=(T1 – T2)/ T1. Для расчета максимального значения используется уравнение КПД max = (T1 – T2)/T1x100%. В двух примерах T1 – это температура нагревателя, а T2 – температура охладителя.

Асинхронные редукторы

Асинхронный” означает непоследовательный во времени. Этот термин используется для обозначения многих современных машин, которые являются электрическими и способны преобразовывать соответствующую энергию в механическую. Преимущества машин:

простая конструкция;
низкая стоимость;
надежность;
низкие эксплуатационные расходы.

Для расчета КПД используется уравнение η = P2 / P1. Полная потеря энергии в обмотках двигателя используется для расчета P1 и P2. Большинство устройств имеют значение между 80-90%. Для быстрого расчета можно использовать интернет-ресурсы или личный калькулятор. Приводная установка Стирлинга используется для проверки возможной эффективности двигателя внутреннего сгорания, работающего с различными источниками тепла. Он имеет форму тепловой машины с рабочей средой в виде жидкости или газа. Вещество движется в замкнутом объеме.

Принцип его работы основан на постепенном нагревании и охлаждении объекта путем извлечения энергии из давления. Подобный механизм используется в косметических аппаратах и в современной подводной лодке. Его функциональность наблюдается при любых температурах. Он не требует дополнительной пусковой системы. Эффективность может быть увеличена до 70% по сравнению со стандартным двигателем.

Эффективность является безразмерной, т.е. нет необходимости указывать единицу измерения. Но он также может быть выражен в процентах. Для этого умножьте число, полученное при делении формулы, на 100%. На уроках математики в школе мы узнали, что процент – это одна сотая часть чего-то. Умножение на 100 процентов показывает, сколько сотых содержится в числе.

Символом является греческая буква η. Но выражение эффективность все еще используется чаще.

Мощность механизма или устройства равна работе, совершаемой в единицу времени. Работа(A) измеряется в джоулях, а время в системе C – в секундах. Однако не следует путать понятия мощности и номинальной мощности. Если на чайнике указана мощность 1700 Вт, это не значит, что он передаст налитой в него воде 1700 джоулей за одну секунду. Это номинальная мощность. Чтобы узнать значение η электрического чайника, определите количество тепла (Q), которое должно получить определенное количество воды при нагревании на определенное количество градусов. Это число делится на работу электрического тока, совершенную за время, необходимое для нагрева воды.

A будет равна номинальной мощности, умноженной на время в секундах. Q будет равен объему воды, умноженному на разность температур и удельную теплоемкость. Затем мы делим Q на A и получаем КПД электрического чайника, который составляет около 80 процентов. Прогресс налицо, и эффективность различных приборов, в том числе бытовых, становится все выше и выше.

Возникает вопрос, почему эффективность прибора нельзя определить по его выходной мощности. Номинальная мощность всегда указывается на упаковке прибора. Он показывает, сколько энергии потребляет прибор из сети. Однако в любом случае невозможно точно предсказать, сколько энергии необходимо для нагрева даже одного литра воды.

Например, в холодном помещении часть энергии будет использована для обогрева помещения. Это связано с тем, что чайник будет остывать в результате теплообмена. Если, наоборот, в помещении жарко, чайник закипит быстрее. Другими словами, эффективность в каждом случае будет разной.

2. коэффициент полезного действия (коэффициент полезного действия) – это физическая величина, равная отношению полезной работы к общей выполненной работе. Она показывает соотношение полезного труда к общему труду, и, как все дроби, всегда имеет положительный знак и не имеет собственной “единицы измерения”. Коэффициент полезного действия обычно выражается как проценткоторая должна быть преобразована в десятичную дробь для дальнейших вычислений.

Механическая работа, мощность и эффективность машины

1. механическая работа (или работа силы, действующей на тело) – это физическая величина, равная по модулю произведению силы и расстояния, пройденного телом вдоль направления действия силы. Если вектор силы перпендикулярен направлению движения тела, то работа равна ноль; Если вектор силы соотносится с направлением движения тела работа силы считается позитивный; если вектор силы противоположен направлению движения тела, то работа сил должна рассматриваться отрицательный.

Если точка приложения силы перемещается в направлении действия силы, то механическая работа А равна произведению модуля упругости F силы на расстояние sпройденный точкой приложения силы: A = Fs .
Единица работы СИ 1 джоуль (J) = 1 Нм.
Золотое правило” механики, использующее понятие работы: Ни один простой механизм не дает приращения работы .

Таблица “Механическая работа, мощность и КПД”.

Коэффициент эффективности (коэффициент полезного действия) – это физическая величина, равная отношению полезной работы к общей выполненной работе. Эффективность показывает отношение полезной работы к общей работе и, как и все дроби, всегда имеет положительный знак и не имеет собственной “единицы измерения”. Коэффициент полезного действия обычно выражается в проценткоторая должна быть преобразована в десятичную дробь для дальнейших вычислений.

Коэффициент полезного действия (КПД) машины – это отношение полезной работы А_полдо совершенства А_sovвыраженное в процентах: η = A_пол/А_sov · 100% .
Эффективность любой реальной машины менее 100% (из-за трения и того, что сами механизмы и их части имеют определенную массу).

3. сила действия – Физическая величина, равная отношению механической работы к времени, за которое она была выполнена. Мощность характеризуется скоростью (velocity) работы. Известно, что мощность рассчитывается только для тех действий, при которых механическая работа положительна.

Мощность N это отношение выполненной работы к времени А на временной интервал tв течение которого выполняется работа: N = A/t
Единица мощности СИ 1 ватт (W) = 1 Дж/с.
Мощность может быть выражена в терминах силы и скорости по формуле N = Fv .

Диаграмма “Механическая работа. Власть”

Конспект урока по физике для седьмого класса “Механическая работа и энергия”.

Это означает, что если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, то его кинетическая энергия равна Е_к = 100 кДж и он способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может быть преобразована в тепло (когда автомобиль тормозит, нагреваются резиновые колеса, дорога и тормозные диски) или потрачена на деформацию автомобиля и тела, с которым он сталкивается (во время аварии). При расчете кинетической энергии не имеет значения, куда едет автомобиль, потому что энергия, как и работа, является скалярной величиной.

Как найти мощность в кпк

Энергетическая ценность движения вытекает из концепции механическая работа или работа силы. Работа, совершаемая постоянной силой Fфизическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами сил. F и сдвиг S:

Работа – это скалярная величина. Он может быть положительным (0° ≤ α < 90°), так и отрицательные (90° < α ≤ 180°). На α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон при перемещении на 1 метр в направлении действия силы.

Если сила изменяется со временем, то для нахождения работы мы строим график зависимости силы от перемещения и находим площадь фигуры под графиком – это и есть работа:

Примером силы, модуль которой зависит от координаты (смещения), является сила упругости пружины, которая действует по закону Гука (F = kx).

Мощность

Работа силы в единицу времени называется мощность. Власть – это P (иногда обозначается буквой N) – это физическая величина, равная отношению работы A на временной интервал tв течение которого выполняется работа:

Эта формула используется для расчета средняя мощностьт.е. мощность, которая в целом характеризует процесс. Поэтому работу также можно выразить в терминах мощности: A = Pt (если вы знаете мощность и время, в течение которого выполняется работа). Единицей измерения мощности является ватт (Вт) или 1 джоуль в 1 секунду. Если движение равномерное, то:

Используя эту формулу, мы можем рассчитать мгновенная мощность (мощность в данный момент времени), если подставить в формулу вместо скорости значение мгновенной скорости. Как узнать, какую силу считать? Если проблема требует мощности в момент времени или в точке пространства, то учитывается мгновенная мощность. Если вопрос касается мощности за определенный период времени или расстояние, то ищется средняя мощность.

Эффективность – это коэффициент полезного действияэто отношение полезной работы к произведенной работе или полезной мощности к произведенной мощности:

Какой труд является полезным, а какой – расходным, определяется из условий задачи путем логического рассуждения. Например, если кран работает, чтобы поднять груз на определенную высоту, то работа, затраченная на подъем груза, будет полезной (поскольку именно для этого кран и был спроектирован), а работа, затраченная электродвигателем крана, будет расходной.

Таким образом, полезная и потребляемая мощность не имеют строгого определения, а находятся путем логических рассуждений. В любой проблеме мы должны определить, что в этой проблеме было целью выполнения работы (полезная работа или мощность), и что было механизмом или методом выполнения всей работы (потребляемая мощность или работа).

В целом, КПД показывает, насколько эффективно механизм преобразует один вид энергии в другой. Если мощность изменяется со временем, то работу можно найти как площадь фигуры под графиком зависимости мощности от времени:

Кинетическая энергия

Физическая величина, равная половине произведения массы тела и квадрата его скорости, называется Кинетическая энергия тела (энергия движения):

Это означает, что если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, то его кинетическая энергия равна Е_к = 100 кДж и он способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может быть преобразована в тепло (когда автомобиль тормозит, нагреваются резиновые колеса, дорога и тормозные диски) или потрачена на деформацию автомобиля и тела, с которым он сталкивается (во время аварии). При расчете кинетической энергии не имеет значения, куда движется автомобиль, поскольку энергия, как и работа, является скалярной величиной.

Тело обладает энергией, если оно способно совершать работу. Например, движущееся тело обладает кинетической энергией, т.е. энергией движения, и способно совершать работу по деформации тел или придавать ускорение телам, с которыми оно сталкивается.

Физический смысл кинетической энергии: Для покоящегося тела массой m начинает двигаться со скоростью v должна быть совершена работа, равная величине результирующей кинетической энергии. Если тело массой m движется со скоростью vЧтобы остановить его, необходимо совершить работу, равную его начальной кинетической энергии. При торможении кинетическая энергия в большинстве случаев (за исключением столкновений, где энергия идет на деформацию) “поглощается” трением.

Теорема о кинетической энергии: работа силы, действующей при равновесии, равна изменению кинетической энергии тела:

Теорема о кинетической энергии применима и в общем случае, когда тело движется под действием изменяющейся силы, направление которой не совпадает с направлением движения. Эту теорему удобно применять к задачам, связанным с ускорением и замедлением тела.

Потенциальная энергия

Помимо кинетической энергии или энергии движения, в физике существует понятие Потенциальная энергия или энергия взаимодействия.

Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли). Понятие потенциальной энергии может быть введено только для сил, работа которых не зависит от траектории тела и определяется только начальным и конечным положениями (так называемые консервативные силы). консервативные силы). Работа таких сил на замкнутой траектории равна нулю. Этим свойством обладают гравитационные и упругие силы. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в гравитационном поле Земли рассчитывается по формуле:

Физический смысл потенциальной энергии тела: Потенциальная энергия равна работе, которую совершает гравитация при опускании тела до нуля (h – расстояние от центра тяжести тела до нулевой точки). Если тело обладает потенциальной энергией, то оно способно совершить работу при падении с высоты h до нулевого уровня. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела, взятому с противоположным знаком:

Часто в энергетических проблемах нам приходится иметь дело с работой по подъему (переворачиванию, вытягиванию снизу) тела. Во всех этих случаях не рассматривается само тело, а только его центр тяжести.

Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, т.е. от выбора начала оси OY. В каждой задаче нулевой уровень выбирается из соображений удобства. Физическое значение имеет не сама потенциальная энергия, а ее изменение при переходе тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.

Потенциальная энергия растянутой пружины рассчитывается по формуле:

Где: k – это жесткость пружины. Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, т.е. придать ему кинетическую энергию. Поэтому такая пружина имеет запас энергии. Натяжение или сжатие х должны быть рассчитаны исходя из ненапряженного состояния тела.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из этого состояния в состояние нулевой деформации. Если в исходном состоянии пружина уже деформирована и ее удлинение x₁а затем при переходе в новое состояние с удлинением x₂ сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятой с противоположным знаком (так как сила упругости всегда направлена противоположно деформации тела):

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия различных частей тела друг с другом под действием упругой силы.

Работа силы трения зависит от пройденного расстояния (этот тип силы, работа которой зависит от траектории и пройденного расстояния, называется: дисперсионные силы). Понятие потенциальной энергии не может быть введено в силы трения.

Коэффициент эффективности

Коэффициент эффективности (КВ) – Характеристика эффективности системы (устройства, машины) с точки зрения преобразования или передачи энергии. Он определяется как отношение потребленной полезной энергии к общей энергии, полученной системой (формула приведена выше).

Эффективность может быть рассчитана как по работе, так и по мощности. Полезная работа и потребляемая работа (мощность) всегда определяются простыми логическими рассуждениями.

В электродвигателях КПД – это отношение выполненной механической работы (полезной работы) к полученной от источника электрической энергии. В тепловых двигателях это отношение полезной механической работы к количеству выделяемого тепла. В электрических трансформаторах отношение электромагнитной энергии, полученной во вторичной обмотке, к энергии, потребленной в первичной обмотке.

Благодаря своей общности, понятие эффективности позволяет сравнивать и оценивать с единой точки зрения различные системы, такие как ядерные реакторы, электрические генераторы и двигатели, тепловые электростанции, полупроводники, биологические объекты и т.д.

Из-за неизбежной потери энергии в результате трения, нагрева окружающих тел и т.д. Эффективность всегда меньше, чем единство. Поэтому она выражается как доля потребляемой энергии, т.е. как доля или процент, и является безразмерной величиной. Она описывает, насколько эффективно работает машина или механизм. Эффективность тепловых электростанций составляет 35-40%, двигателей внутреннего сгорания с наддувом и предварительным охлаждением – 40-50%, динамо-машин и крупных генераторов – 95%, трансформаторов – 98%.

В задаче, где нужно найти или узнать эффективность, необходимо начать с логических рассуждений – какая работа полезна, а какая расходуется.

Закон сохранения механической энергии

Полная механическая энергия это сумма кинетической энергии (т.е. энергии движения) и потенциальной энергии (т.е. энергии взаимодействия между телами через гравитацию и упругость):

Если механическая энергия не преобразуется в другие формы, такие как внутренняя (тепловая) энергия, то сумма кинетической и потенциальной энергии остается неизменной. Если механическая энергия преобразуется в тепловую, то изменение механической энергии равно работе трения, или потере энергии, или количеству выделившегося тепла и т.д., другими словами, изменение общей механической энергии равно работе внешних сил:

Сумма кинетической и потенциальной энергий тел, образующих замкнутую систему (т.е. такую, в которой не действуют внешние силы и их работа соответственно равна нулю) и взаимодействующих друг с другом под действием гравитационных и упругих сил, остается постоянной:

Это заявление выражает Закон сохранения энергии (ЗСЭ) в механических процессах. Это следствие законов Ньютона. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют друг с другом посредством сил упругости и гравитации. Во всех задачах, связанных с законом сохранения энергии, всегда будет как минимум два состояния системы тел. Этот закон гласит, что полная энергия первого состояния будет равна полной энергии второго состояния.

Алгоритм решения задач, связанных с законом сохранения энергии:

Найдите точки начального и конечного положения тела.
Запишите, что или какие энергии имеет тело в этих точках.
Приравняйте начальную и конечную энергии тела.
Добавьте другие уравнения, необходимые из предыдущих тем по физике.
Решите полученное уравнение или систему уравнений, используя математические методы.

Следует отметить, что закон сохранения механической энергии позволил получить связь между координатами и скоростями тела в двух различных точках траектории без необходимости анализировать закон движения тела во всех промежуточных точках. Применение закона сохранения механической энергии может значительно облегчить решение многих задач.

В реальной жизни на движущееся тело почти всегда действуют силы трения или сопротивления наряду с гравитацией, упругостью и другими силами. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если силы трения действуют между телами, образующими замкнутую систему, механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии преобразуется во внутреннюю энергию тела (нагрев). Следовательно, энергия в целом (т.е. не только механическая энергия) сохраняется в любом случае.

Во всех физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь трансформируется из одной формы в другую. Этот экспериментально установленный факт выражает фундаментальный закон природы – закон сохранения и преобразования энергии.

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является невозможность создания “вечного двигателя”, т.е. машины, которая могла бы работать бесконечно долго без потребления энергии.

Различные проблемы на работе

Если проблема требует поиска механической работы, сначала выберите способ ее поиска:

Произведение можно найти по формуле: A = FS∙cosα. Найдите силу, совершающую работу, и величину смещения тела под действием этой силы в выбранной системе отсчета. Обратите внимание, что угол должен быть выбран между векторами силы и перемещения.
Работа внешней силы может быть определена как разница в механической энергии в конечной и начальной ситуациях. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии тела.
Работу, необходимую для подъема тела с постоянной скоростью, можно рассчитать по формуле: A = mghгде h – это высота, на которую центр тяжести тела.
Работу можно найти, умножив мощность на время, т.е. по формуле A = Pt.
Работа может быть найдена как площадь фигуры под диаграммой “сила-перемещение” или “мощность-время”.

Закон сохранения энергии и динамика вращательного движения

Задачи по этому предмету математически довольно сложны, но при некотором знании подхода их можно решить с помощью довольно стандартного алгоритма. Во всех задачах вам нужно будет рассмотреть вращение тела в вертикальной плоскости. Решение сводится к следующей последовательности действий:

Вам необходимо определить точку интереса (точку, в которой вам нужно определить скорость тела, натяжение нити, вес и т.д.).
Запишите второй закон Ньютона в этой точке, учитывая, что тело вращается, то есть имеет центростремительное ускорение.
Запишите закон сохранения механической энергии так, чтобы он включал в себя скорость тела в интересующей нас точке и характеристики состояния тела в некотором состоянии, о котором что-то известно.
В зависимости от условия, выпишите квадрат скорости из одного уравнения и подставьте его в другое.
Выполните другие необходимые математические операции для получения конечного результата.

Решая проблемы, помните об этом:

Условием прохождения через верхнюю точку при вращении на сухожилии с минимальной скоростью является сила реакции опоры N в верхней точке равно 0. То же условие выполняется для прохождения через верхнюю точку мертвого цикла.
При вращении на стержне условие прохождения всей окружности: минимальная скорость в точке вершины равна 0.
Условие отрыва тела от поверхности сферы: сила реакции опоры в точке отрыва равна нулю.

Неупругие столкновения

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач, в которых действующие силы неизвестны. Примером такого типа задач является взаимодействие тел при столкновении.

Столкновение (или столкновения) это мгновенное взаимодействие между телами, в результате которого их скорости существенно изменяются. Во время столкновения между телами мгновенно возникают силы удара, величина которых обычно неизвестна. Поэтому невозможно рассматривать ударное взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить соотношения между скоростями тел до и после столкновения, пренебрегая всеми промежуточными значениями этих величин.

Взаимодействие тел при столкновении часто встречается в повседневной жизни, в технике и в физике (особенно в атомной физике и физике частиц). В механике часто используются две модели взаимодействия – Совершенно эластичный шок и совершенно неэластичный шок.

Совершенно неупругое столкновение это ударное взаимодействие, при котором тело сливается и движется дальше как единое тело.

При абсолютно неупругом столкновении механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью преобразуется во внутреннюю энергию тел (нагрев). Для описания любого столкновения необходимо написать как закон сохранения импульса, так и закон сохранения механической энергии с учетом выделяемого тепла (очень желателен предыдущий рисунок).

Идеально эластичное столкновение

Идеально упругое столкновение это столкновение, при котором механическая энергия системы тел сохраняется. Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам идеально упругого столкновения. При идеально упругом столкновении закон сохранения импульса подчиняется наряду с законом сохранения механической энергии. Простым примером идеально упругого столкновения может служить центральное столкновение двух бильярдных шаров, один из которых перед столкновением находился в состоянии покоя.

Основное влияние это столкновение, при котором скорости шаров до и после столкновения выравниваются по линии их центров. Таким образом, используя законы сохранения механической энергии и импульса, можно определить скорости шариков после столкновения, если известны их скорости до столкновения. Центральное столкновение на практике встречается очень редко, особенно при столкновениях между атомами или молекулами. При нецентрально-упругом столкновении скорости частиц (шаров) до и после столкновения не направлены по прямой линии.

Частным случаем нецентрально-упругого столкновения является столкновение двух белых шаров одинаковой массы, один из которых до столкновения был неподвижен, а скорость другого не направлена вдоль центральной линии шаров. В этом случае векторы скоростей шариков после упругого столкновения всегда направлены перпендикулярно друг другу.

Законы сохранения. Сложные проблемы

Несколько тел

В некоторых проблемах с законом сохранения энергии тросы, перемещающие некоторые объекты, могут иметь массу (т.е. не быть невесомыми, как вы, возможно, уже привыкли). В этом случае необходимо также учитывать работу, связанную с перемещением таких канатов (т.е. их центров тяжести).

Если два тела, соединенные невесомым стержнем, вращаются в вертикальной плоскости, то:

выберите нулевой уровень для расчета потенциальной энергии, например, на высоте оси вращения или в самой низкой точке, где находится один из грузов, и обязательно сделайте чертеж;
написать закон сохранения механической энергии, в котором в левой части пишем сумму кинетической и потенциальной энергий обоих тел в начальной ситуации, а в правой – сумму кинетической и потенциальной энергий обоих тел в конечной ситуации
учитывая, что угловые скорости тел одинаковы, линейные скорости тел пропорциональны радиусам вращения;
если необходимо, напишите второй закон Ньютона для каждого тела отдельно.

Разрыв снаряда

При разрыве снаряда высвобождается энергия взрыва. Чтобы найти эту энергию, мы должны вычесть механическую энергию снаряда до взрыва из суммы механических энергий осколков после взрыва. Мы также будем использовать закон сохранения импульса, записанный в виде теоремы косинусов (векторный метод) или в виде проекций на выбранные оси.

Столкновение с тяжелой плитой

Пусть тяжелая плита, движущаяся со скоростью vлегкая сфера с массой m со скоростью u_н. Поскольку импульс мяча намного меньше импульса тарелки, скорость тарелки после удара не изменится, и она продолжит двигаться с той же скоростью и в том же направлении. В результате упругого удара мяч отлетит от тарелки. Важно понимать, что скорость мяча относительно пластины не меняется.. В этом случае для конечной скорости шарика получаем :

Поэтому скорость мяча после удара увеличивается в два раза по сравнению со скоростью стенки. Аналогичные рассуждения для случая, когда мяч и пластина двигались в одном направлении до удара, приводят к результату, что скорость мяча уменьшается в два раза по сравнению со скоростью стенки:

Задачи о максимальных и минимальных значениях энергии сталкивающихся шаров

В задачах такого типа первое, что нужно понять, это то, что потенциальная энергия упругой деформации шаров максимальна, если кинетическая энергия их движения минимальна – это следует из закона сохранения механической энергии. Сумма кинетических энергий шариков минимальна, если скорости шариков равны по величине и направлены в одну сторону. В этот момент относительная скорость шаров равна нулю, а деформация и связанная с ней потенциальная энергия максимальны.

Назад
К фронту

Как эффективно подготовиться к Центральному физико-математическому тесту?

Чтобы эффективно подготовиться к сдаче КТ по физике и математике, помимо всего прочего, необходимо выполнить три важных условия:

Изучите все темы и выполните все тесты и задания, приведенные в учебных материалах на этом сайте. Вам нужно лишь тратить три-четыре часа в день на подготовку к КТ по физике и математике, изучение теории и решение задач. Дело в том, что ТК – это экзамен, где недостаточно просто знать физику или математику; необходимо также уметь быстро и эффективно решать большое количество заданий на разные темы и разной степени сложности. Последнему можно научиться только путем решения тысяч задач.
Изучите все формулы и законы в физике, а также формулы и методы в математике. На самом деле это очень легко сделать, в физике существует всего около 200 формул, а в математике и того меньше. Каждый из этих предметов имеет около десятка стандартных методов решения задач базовой сложности, которые вы также можете освоить довольно легко и, таким образом, решать большинство задач CT достаточно автоматически и без труда, когда придет время. После этого вам нужно будет думать только о самых сложных проблемах.
Пройдите все три этапа пробного экзамена по физике и математике. Вы можете посещать каждый ПТ дважды, чтобы решить оба вопроса. Опять же в CT, помимо умения быстро и эффективно решать задачи и знания формул и методов, вы также должны уметь правильно планировать свое время, распределять силы и, прежде всего, правильно заполнять бланк ответов, не путая номера ответов и задач и свое имя. Также важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в проблемах, который может показаться очень непривычным для неподготовленного человека в CT.

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов, а также ответственная практика на итоговых тренировочных тестах, позволит вам явиться на CT с отличным баллом, лучшим из тех, которые вы можете себе позволить.

Вы нашли ошибку?

Если вы считаете, что нашли ошибку в учебных материалах, пожалуйста, напишите нам (адрес электронной почты здесь). В письме укажите предмет (физика или математика), название или номер темы или теста, номер задания или место в тексте (страницу), где, по вашему мнению, допущена ошибка. Также объясните, в чем, по вашему мнению, заключается ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, и ошибка будет исправлена или вам объяснят, почему это не ошибка.

Материал или его части НЕ могут быть использованы в коммерческих целях, а также скопированы, перепечатаны, опубликованы или воспроизведены в любой форме. Нарушение прав владельцев авторских прав будет преследоваться по закону. Читать далее.

Читайте далее: