Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ланге В.Н. -> "Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи" -> 8

Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.

Ланге В.Н. Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи — М.: Просвещения, 1967. — 168 c.
Скачать (прямая ссылка): fizparadoxisofizmiizanimatzadachi1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 50 >> Следующая

приблизительно 10 м). Куда исчезает эта дополнительная потенциальная
энергия после того, как уголь сгорит в печке?
33. ГДЕ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ!
Чтобы поднять какое-либо тело над земной поверхностью, необходимо
совершить работу по увеличению его потенциальной энергии. Эта работа
совершается в разных случаях за счет различных источников. Мотор лифта,
например, черпает энергию из электросети; самолет поднимается за счет
энергии, выделяющейся при окислении (сгорании) топлива в его двигателе и
т. д.
Но за счет какой энергии поднимаются вверх стратостаты и
метеорологические шары-зонды, не имеющие двигателей?
34. ПАРАДОКС РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
Современные жидкостные реактивные двигатели, приводящие в движение
ракеты, развивают силу тяги примерно 2000 н (около 200 кГ), если
ежесекундно сгорает килограмм смеси топлива с окислителем. При
минимальной скорости, необходимой для запуска искусственного спутника
Земли (примерно 8 км/сек - первая космическая скорость), на каждый
килограмм сгоревшей смеси развивается, следовательно, мощность:
N = F-v = 2000 "• 8000 ~ = 16 • 106 = 16 000 кет.
сак сак
Между тем теплота сгорания часто применяемой в качестве горючего смеси
керосина и азотной кислоты составляет примерно 6300 (около 1500 ~~?л ),
то есть при сгорании килограмма смеси должна была бы разви-
25
ваться мощность "только" 6300 кет или в 2,5 {заза меньше, чем нами
получено выше.
Чем же объяснить, что при цервой космической скорости топливо дает в 2,5
раза больше энергии, чем "полагается"?
35. ОБРУЧ И ГОРКА.
После того как обруч скатится с горки высотой Н, его потенциальная
энергия уменьшится; если при этом трение пренебрежимо мало, то ровно
настолько же возрастет кинетическая энергия.
Исходя из закона сохранения энергии, имеем:
_rr mv"
mgH = ,
откуда конечная скорость обруча
¦0 = 1/2 gH.
Полагая высоту горки Н равной 4,9 м, найдем
v ¦¦
]/2-9,8^-4,9ж=9Д
сек
Однако опыт даст для скорости обруча, скатившегося с горки такой высоты,
примерно 6,9 м/сек, то есть почти в полтора раза меньше. Такое большое
расхождение с теорией отнести за счет трения никак нельзя. В чем же тогда
причина?
36. КАК ПРАВИЛЬНО!
Для вычисления центростремительного ускорения можно пользоваться
следующими выражениями:
а = 1Г
и
а = (о2/?.
Из первого равенства вытекает, что центростремительное ускорение обратно
пропорционально расстоянию движущейся точки от оси вращения, а из второго
26
приходится сделать противоположный вывод: зависимость между ускорением и
радиусом вращения прямая. Но ведь верным, по-видимому, должно быть что-то
одно?!
37. ОСУЩЕСТВИМ ЛИ ТАКОЙ ДВИГАТЕЛЬ!
Пусть по изогнутой трубке (рис. 10) протекает вода. Поскольку ее движение
происходит по дуге окружности, существует центростремительная сила,
действующая со стороны стенок трубки на воду. В свою очередь в
соответствии с третьим законом Ньютона должна существовать противоположно
направленная и равная по величине сила, называемая иногда центробеж- 4
рис, ю.
ной, приложенная со стороны воды к стенкам трубки. На рисунке эта сила
обозначена буквой R.
Придет ли система в движение под действием силы R?
38. В КАКУЮ СТОРОНУ ДОЛЖЕН ОПРОКИДЫВАТЬСЯ . ПРИ РЕЗКОМ ПОВОРОТЕ
АВТОМОБИЛЬ"
Чем более крутой поворот должен совершить автомобиль, мотоцикл или
велосипед, тем большая по величине центростремительная сила для этого
нужна и тем чаще, к сожалению, происходит опрокидывание. Можно сказать,
что, чем больше величина центростремительной силы на повороте, тем больше
вероятность аварии.
Но не кажется ли вам странным, что опрокидывание всегда происходит в
сторону, противоположную направлению центростремительной силы,-
поворачивая круто налево, автомобиль, как правило, опрокидывается в
правую сторону и наоборот?
Как объяснить это противоречие?
27
39. ПРОСТОЙ ВЫВОД ФОРМУЛЫ МАЯТНИКА.
В школьном учебнике физики формула для периода колебания математического
маятника приводится без доказательства. Между тем можно предложить
простой
вывод зависимости периода колебания маятника от его длины и ускорения
силы тяжести, не требующий для понимания большой математической
подготовки. Этот вывод мы и предлагаем вниманию читателей.
При малых углах отклонения (а только при этих условиях справедлива
приводимая^ обычно формула маятника)' дугу АВ (рис. 11) можно заменить
хо>рдой АВ. Из равнобедренного треугольника \ Р АОВ для длины хорды АВ ^
имеем значение:
V' АВ = 2-05-cosа = 2 /-cosа.
I
' Движение маятнийа по это-Рис. 11. Му пути можно рассматривать
как равноускоренное, так как на маятник в направлении движения, то есть в
направлении хорды АВ, действует составляющая сила тяжести
Pt = P-cosa = mg-cosa, сообщающая ему, следовательно, ускорение
а - g-cosa.
При равноускоренном движении путь, время и ускорение связаны зависимостью
Подставляя сюда значение ускорения при движении по хорде АВ и ее длину, а
также учитывая, что период
28
в Четыре раза больше времени, необходимого для прохождения пути АВ,
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 50 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed