2. Задача

Какое количество теплоты потребуется для на­гревания 10 л воды от 20 °С до кипения?

Дано: Решение:

Q = 10³ кг/м³ • 10^-2 м³ • 4,2 • 10³ Дж/(кг • °С) х (100 °С - 20 °С) = 4,2 • 80 • 10⁴ Дж =

= 3,36 • 10⁶ Дж = 3,36 • 10³ кДж.

Билет № 3

1. Законы Ньютона. Примеры проявления законов Ньютона в природе и использования этих зако­нов в технике.

2. Задача на применение закона Ома для участка цепи.

1. Ответ

Первый закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета, относительно которых по­ступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действу­ют другие тела (или действия других тел ком­пенсируются). Этот закон часто называется зако­ном инерции, поскольку движение с постоянной

скоростью при компенсации внешних воздейст­вий на тело называется инерцией.

Второй закон Ньютона. Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение F = та.

а = F/m — ускорение прямо пропорционально действующей (или равнодействующей) силе и об­ратно пропорционально массе тела.

Третий закон Ньютона. Из опытов по взаимо­действию тел следует m₁a₁ = -т₂а₂, из второго закона Ньютона f₁ = m₁a₁ и F₂ ⁼ m₂a₂ поэтому F₁ = -F₂. Силы взаимодействия между телами направлены по одной прямой, равны по величи­не, противоположны по направлению, приложе­ны к разным телам (поэтому не могут уравно­вешивать друг друга), всегда действуют парами и имеют одну и ту же природу.

Законы Ньютона позволяют объяснить зако­номерности движения планет, их естественных и искусственных спутников. Иначе, позволяют предвидеть траектории движения планет, рассчи­тывать траектории космических кораблей и их ко­ординаты в любые заданные моменты времени. В земных условиях они позволяют объяснить те­чение воды, движение многочисленных и разнооб­разных транспортных средств (движение автомо­билей, кораблей, самолетов, ракет). Для всех этих движений, тел и сил справедливы законы Ньютона.

2. Задача

По показаниям приборов (рис. 4) определите сопротивление проводника АВ и начертите схему электрической цепи.

Билет № 4

1. Взаимодействие тел: силы тяжести, упругости, трения. Примеры проявления этих сил в приро­де и технике.

2. Задача на расчет сопротивления проводника.

1. Ответ

Опыты с различными телами показывают, что при взаимодействии двух тел оба тела получают ускорения, направленные в противоположные стороны. При этом отношение абсолютных значе­ний ускорений взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс |a₁|/|a₂| = m₂/m₁. Обычно вычисляют ускорение одного тела (того, движение которого изучается). Влияние же дру­гого тела, вызывающего ускорение, коротко на­зывается силой. В механике рассматриваются сила тяжести, сила упругости и сила трения.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, находящиеся вблизи ее поверхности (F_т = mg). Сила тяжести приложе­на к самому телу и направлена вертикально вниз (рис. 5, а).

Сила упругости возникает при деформации те­ла (рис. 5,6), она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения взаимодействую­щих тел. При упругих деформациях сила упруго­сти пропорциональна удлинению: F_ynp=-kx. Знак «-» показывает, что сила упругости направ­лена в сторону, противоположную удлинению, k — жесткость (пружины) зависит от ее геометри­ческих размеров и материала.

Сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному пере­мещению, называется силой трения. Если тело скользит по какой-либо поверхности, то его дви­жению препятствует сила трения скольжения

Fтp = N, где N — сила реакции опоры (рис. 6),  — коэффициент трения скольжения. Коэффи­циент трения характеризует поверхности сопри­касающихся тел. Сила трения скольжения всегда направлена против движения тела.

Если тело катится по поверхности другого те­ла, то действующая на него сила трения называ­ется силой трения качения.

При движении тела в жидкости возникает сила жидкого трения, которая много меньше силы тре­ния скольжения.

В быту часто полезное трение усиливают, а вредное — ослабляют (применяют смазку, за­меняют трение скольжения трением качения).

Сила тяжести и сила упругости — это силы, зависящие от координат взаимодействующих тел относительно друг друга. Сила трения зависит от скорости тела, но не зависит от координат.

Как в природе, так и в технике обычно на тела действуют одновременно несколько сил.