Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
65. Ракета массой mv = 650 г содержит да* = 400 г взрывчатого вещества. На какую высоту может подняться ракета, если взрывчатое WaieefBo1CfdpaeT сразу, газы истекают.со скоростью Vt =е 400 м/сек, а сопротивление воздуха уменьшает высоту подъема ь 5 раз?
66./К доске, лежащей Ba ofiopax А и В, приложены силы Ft и F2 (рис. 19). Изменится ли прогиб доски, если заменить эти силы их равнодействующей F? -
67. Одна половина цилиндрического стержня изготовлена из железа, а другая — из меди. Длина стержня I = 83,5 CM. Определите положение его центра тяжести (P1 = 7,8 г/см9, рв == 8,9 е/см*).
68. Считая моменты сил, поворйчнвакшшх теЛойо часовой стрелке. -положйтельными, а пробив часовой стрелки — отрицательными, сформулируйте условие равновесия тела, имеющего неподвижную, ось вращения.
¦69. Кусок однородной проволоки, подвешенный на нити за середину, находится в равновесии в горизонтальном положении. Останется, ли проволока в равновесии, если один конец куска согнуть?
70. На концах шестимечровОй доски, имеющей oriopy Посредине, сидят два мальчика весом 400 й 300 и. В каком месте доскн нужно посадить мальчика весом' 200 н, чтобы доска осталась в равновесии?
7t. К балке весом P — 1000 к, опирающейся концами на опоры, подвешен груз P = 1000 я иа расстоянии 1/4 длины балки .от ее левого конца. Найти снлы давления иа опоры.
72. Почему подъемный кран не опрокидывается в сторону поднимаемого груза, я без груза — в сторону противовеса?
75. Сплошной цилиндр стоит на доске , длиной 1 — 50 см. На какую наибольшую высоту можно поднять один из концов доски, чтобы цилиндр -He упал, если его высота в 4 pffsik больше диамер»--^основания? , 4 і
1' ' ’ . глава т. Механическая энергия >
§ 18. Работа и мощность д ч.
Пусть некоторая постоянная сила F действует на тело, которое перемещается по линии действия силы. В этом случае сила либо изменяет скорость тела, сообщая ему ускорение, либо компенсирует действие другой силы (или сил), противодействующей движению. Действие, силы F на некотором пути S характеризуется величиной, которая называется работой. Рабвта — скалярная величина, равная произведению силы на путь, пройденный точкой приложения силы по направ-
A = Fs.
Если я® действующая сила F образует с направлением движения угол а {рис. 20), эту силу можно разложить на две составляющие: F1 -г- направленную вдоль пути и Fi — направленную перпендикулярно пути. В этом случае работа совершается только Составляющей силой F1 = F cos а, т/ е. ¦
А = F1S = Fs cos в.
Итак,-если действующая сила образует с направлением движения некоторый угол, работа измеряется произведением действующей силы
ма путь, -пройденный точкой призожения силы, и иа косинус угла между направлением силы и направлением движения.
Из формулы работы видно, что есля сила и направление перемещения образуют острый угол (cos а > 0), работа положительная, а если угол, тупой (cos а < 0), работа отрицательная. В первом случае силу называют движущей силой, во втором — силой Сопротивления. При отсутствии перемещения и в случае силы’ перпендикулярной направлению перемещения, работа не производится. Так, сила тяжести при перемещении тела по горизонтальному пути (а = 90°) работы не производит.
За единицу работы в системе СИ принят джоуль (дж), 1 дж — работа силы в 1 к на пути в 1 ж, если направление силы совпадает с направлением движения, т. е. 1 дж =1н-ім,
—~~ЕяШЩГ~рЗботы в системе СГС — I ара; 1 эрг — работа силы в I дину на пути в 1 см. Соотношение между этими единицами работы следующее: 1 дж =Ih-I м= = IO8 дин -тем= IO7 эрг,
В связи с наличием трения и сопротивления среды не вся затраченная работа является полезной. Отношение полезной работы A1 ко всей затраченной работе А называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.) и обозначается буквой і; (эта):
Если к. п. д. выражен в процентах, то приведенная формула принимает вид
1I= Ю0%.
На практике, имеет значение He только величина совершенной работы* ио и время, в течение которого она совершена. Поэтому для сравнения производительности различных машин вводится величина, показывающая, какую работу данный механизм совершает в единицу времени; эта величина называется мощностью. Итак, мощность механизма измеряется работой, выполняемой им в единицу времени.
Если за время t выполняемся работа А, то мощность
0 4 4
Рис. 20.
За единицд мощности принята такая мощность, при которой Sa единицу времени выполняется единица работы. $ системе СИ за ёдй-ницу мощности принимается" 1 ватт (вт). 1 вт — это мощность, при которой за 1 сек выполняется работа в 1 дж.
В системе CTC за единицу мощности принят 1 эрг]сек:
1 эрг]сек== 1 вт = IO7 эрг/сек.'
Так как A= Fs, то N = = Fv, т. е. величина мощности радна
произведению силы на скорость. Эта формула пригодна как для постоянной, так и для переменной силы. В последнем случае определяете» мощность для того момента времени, для которого взято Значение скорости й силы.
Задача. Определить работу, которую нужно совершить,-чтобы сжать буферную пружину на * = 5 см< «ели известно,, что сі*да пропорциональна сжатию , пружины и для сжатия пружины гіа 1 см нужно приложить силу в 30000 н.