ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 23
Текст из файла (страница 23)
с 100% А 1 + рс 16 а Ответ: КПД = 88%. 400 рассчитать, какая зкономия электроэнергии может быть получена за один рейс железнодорожного состава массой 3600 т от С.-Петербурга до Владивостока (расстояние около 10 000 км), если заменить подшипники скольжения на роликовые (среднее значение коэффициента сопротивления при этом уменьшается с 0,007 до 0,0061). КПД электровоза равен 90%. Движение считать равномерным по горизонтальной дороге. Решение.
Найдем формулу для расхода электроэнергии при движении состава от С.-Петербурга до Владивостока. Из уравнения баланса сил при равномерном движении можно найти силу тяги Р, = )гпту где )г — коэффициент сопротивления, т — масса со- става. Работа этой силы на пути з равна (2) А = ртяз. 231 Тогда расход электроэнергии Е = ртяз ° —. 100% КПД (3) ЬЕ = (Нз — р,)таз 100 /. (4) В ыч и ел ения: АЕ=-0,0009 3,6 10 кг 9,8м/с 10 м/0,9= = 3,6 10 Дж = 100 МВт ч. Ответ: АЕ = 100 МВт ч.
401 Насос, двигатель которого развивает мощность 25 кВт, поднимает 100 м нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найти з КПД установки. Решение. Работа, производимая насосом, ЬА = тяЬ = рудЬ, где У вЂ” объем нефти, р = 0,8 10 кг/м — ее плотз з ность. Полезная мощность насоса оА рФ'ЕЬ )4' аг аз (2) а КПД 100/. = ~'~" 100/.. 1т' Ут'ЛЗ Вычисления: 0,8 10 кг/м 100 м . 9,8 м/с . 6 м, 100о/ з з з 3 з о 25 . 10 Вт 8 60 с 39 о/о . Ответ: т) = 39'/о.
282 Изменение этой величины при изменении коэффици- ента сопротивления от р до рз равно 402, Скорость течения воды в широкой части трубы 10 см/с. Какова скорость ее течения в узкой части, диаметр которой в 4 раза меньше диаметра широкой части? Решение. Скорость течения несжимаемой жидкости по трубе обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения в данном месте. Поэтому скорость течения воды в узкой части трубы Я д У1 = У вЂ” = ив я г 1 Здесь Я вЂ” д, где Я вЂ” площадь сечения, Ы вЂ” диаметр г трубы. Вычисления: о = 10 см/с 16 = 160 см/с. Ответ: ог = 160 см/с. 03 Земснаряд вынимает 500 м грунта в час.
Объем пуль- 4 з пы (грунт, смешанный с водой) в 10 раз больше объема грунта. Какова скорость движения пульпы в трубе диаметром 0,6 м? Решение. Объем пульпы )г = 10)г. Пусть скорость движения пульпы в трубе равна о, тогда за 1 ч через трубу откачивается объем пульпы, г равныи )г = о — Ьг. Тогда М 4 10К 4 У= аг) Лг г Вычисления: 10 600 м 4 =4 9м/с к (0,6 м) 3600 с Ответ: о = 4,9 м/с. 233 404 Коли подключить шланг к выходному отверстию пылесоса и поместить в струю мячик для настольного тенниса (рис. 82), то мячик будет парить в струе и при движении шланга будет следовать за ним.
Объясните явление. Решение. Давление в потоке меньше там, где больше скорость движения. В данном случае давление растет от центра к периферии потока, и шарик удерживается в центре потока. Рис. 82 405 Почему при выпуске воды из ванны над спивным отверстием образуется воронка, а иногда и воздушный каналт Решение. Давление в быстром потоке в области выпускного отверстия падает с ростом скорости вытекания, что приводит к падению уровня воды в окрестности этого отверстия по сравнению со средним уровнем воды в ванне. 406. В водопроводной трубе образовалось отверстие сечени ем 4 мм, из которого бьет вертикально вверх струя воды, под- 3 нимаясь на высоту 80 см. Какова утечка воды за сутки? Решение.
Скорость водЫ, вытекающей из отверстия, определяется из условия 2 — = й'Ь о 2 (следствие закона сохранения энергии). В формуле (1) )г — высота струи воды. Поток, вытекающий из отверстия, Р = Бо. (2) За сутки (время Т = 24 3600 с = 8,6 10 с) объем 4 воды, вытекающей из трубы, равен $'= ТР = БиТ = БТ32ИЬ. 234 Вычисления: К=4 10 м 86 10 с 2 98м/с . 08м = = 1,36 м = 1360 л. Ответ: г'= 1360 л. 407. Если через трубу А (рис. 83) продувать воздух, то при некоторой скорости его движения по трубке В будет подниматься вода, захватываться струей воздуха и распыляться, а из трубки С воздух будет выходить пузырьками. Объясните явление. Рис.
83 Решение. В окрестности трубки С сечение трубки А большое, тогда велико давление в потоке воздуха. Пузырьки возникают, когда давление воздуха превышает давление воды в конце трубки С, равное сумме атмосферного давления н давления слоя воды. В окрестности трубки В сечение трубки А меньше, тогда меньше давление в потоке воздуха. Когда зто давление становится меньше атмосферного, вода поднимается вверх по трубке В. 408.
На рисунке 84 показан план части футбольного поля. В каком направлении надо сообщить вращение мячу при угловом ударе из точки А, чтобы мяч, находясь на линии ворот, при отсутствии ветра мог попасть в ворота ММ? 235 Рис. 84 Ответ: против часовой стрелки. Ф ! Решение. Если придать вращение мячу против часовой стрелки, то при его движении вверх (в соответствии с и ' рисунком 84) слева от мяча направление скорости точек поверхности мяча совпадает с направлением потока воздуха относительно мяча. Движение в л — — --- этой области безвихревое, и больше относительная скорость слоев воздуха, а значит, давление меньше, чем справа, где возникает завихренное движение„поэтому слои воздуха тормозятся и давление увеличивается. Таким образом, результирующая сила заворачивает мяч налево так, как это показано на рисунке.
ГЛАВА )Ч Механические колебания и волны 20. Колебательное движение 41 О Частота колебаний крыльев комара 600 Гц, а период колебаний крыльев шмеля 5 мс. Какое из насекомых и на сколько больше сделает при полете взмахов крыльями за 1 мин? Решение. Частота колебаний крыльев шмеля ч = ЦТ Число колебаний крыльев шмеля и комара соответственно равно: пт=60с ч;н2=60с ч„.
Вычисления: ч = 1/(б 10 с) = 200 Гц; нт=60с 200Гц=1,2 10; н2=60с 600Гц=3,6 10. Итак, комар совершит на и — н = 24 000 взмахов крыльев больше. Ответ: комар сделает на 24 000 взмахов больше. '$1 41 1 ° Амплитуда колебаний точки струны 1 мм, частота 1 кГц. Какой путь пройдет точка за 0,2 с? Решение. Путь з, пройденный точкой струны за время 1 при частоте колебаний ч и амплитуде А, склады- 1 В этой и следующих задачах колебания считать незатухающими.
237 вается из отрезков величиной 4А, количество которых с точностью до единицы равно числу полных циклов колебаний за время (, т. е. целой части величины г. Каждый такой отрезок описывает полный период колебаний точки, за который она проходит путь 4А, например: вверх на А — вниз на 2А и снова вверх на А.
Неточность вычисления пути связана с тем, что в начале и в конце интервала ( могут быть неполные циклы колебаний. Однако с учетом реальных числовых значений параметров число полных периодов ч( = 10 с 0,2 с = 200 много больше единицы. Поэтому указанной точностью можно пренебречь. Таким образом, з = 4Аог = 4 ° 0,1 см 200 = 80 см. Ответ: з = 80 см. 41 2. Крылья пчелы, летящей за нектаром, колеблются с частотой г, = 420 Гц, а при полете обратно (с нектаром)— т = 300 Гц. За нектаром пчела летит со скоростью и, = 7 мУс, а обратно со скоростью из = 6 м/с. При полете в каком направлении и на сколько больше пчела сделает взмахов крыльями (Лл), если расстояние от улья до цветочного поля з = 500 м7 Решение.
Для вычисления числа взмахов необходимо вычислить время полета пчелы. В первом случае (при полете за нектаром) (1 = з . Во втором случае (полет и1 с нектаром обратно) ( = — '. Поэтому число взмахов 2 2 в каждом из случаев равно — =8 10 и 7 м/с п =т( =з — = =25 10. гз 500 м . 300 с 4 г= зг 2 238 Тогда гтз Лп = п1 — дз = з( — з — — ) = 5000.
оз уз Ответ: болыпе при полете за нектаром; Ьп = 5000. 41 4. На какое расстояние надо отвести от положения рав- новесия груз массой 640 г, закрепленный на пружине жестко- стью 0,4 кН/м, чтобы он проходил положение равновесия со скоростью 1 м/су 2 2 Е = — + — = сопзФ. жо ях 2 2 Здесь т — масса груза, о — его скорость, й — жест- кость пружины. Отклонение х отсчитывается от поло- жения равновесия.
В точке равновесия 2 жое Е=— 2 (2) где ио — заданная скорость в момент прохождения положения равновесия. В исходной точке, когда груз отведен от положения равновесия, скорость и равна нулю. Поэтому 2 "хо Е = 2 (2) где хо — искомое отклонение. Приравнивая правые части формул (2) и (3), получаем Вычисления: х = 0,64 к" ° (1м/с) 004м=4см 400 Н/м Ответ: хо = 4 см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
