52. Различают следующие виды трения: Назовите и поясните.

Различают следующие виды трения: Назовите и поясните;

Поясните понятие – сила трения. Назовите и поясните виды трения.

При перемещении одного тела по поверхности другого всегда возникает сила, препятствующая движению. Она-то и называется силой трения.

Сила трения всегда направлена против движения, то есть всегда является силой сопротивления, поэтому выполняемая ею работа всегда отрицательна.

Различают следующие виды трения.

1. Трение покоя, которое проявляется в том случае, когда тело, находящееся в состоянии покоя, приводится в движение. Коэффициент трения покоя обозначают . Ok

2. Трение скольжения, возникающее при наличии движения тела. Оно меньше трения покоя.

3. Трение качения, которое проявляется в том случае, когда тело катится по опоре. Это трение значительно меньше трения скольжения.

ТЕМА-2

53. Что называют деформацией? Зависимость силы упругости от величины деформации выражается Законом Гука. Сформулируйте его

Изменение размеров и формы тела под действием внешней силы называют деформацией. Сила упругости, возникающая при деформации, направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела, вызванного деформацией. При деформации соприкасающихся тел сила упругости перпендикулярна к поверхности соприкосновения. Деформация называется упругой, если после прекращения действия силы деформация полностью исчезает. Упругие тела – стальная пружина.

Зависимость силы упругости от величины деформации выражается Законом Гука, по имени английского ученого З. Гука (1635 -1703). Сила упругости , возникающая при упругой деформации, пропорциональна деформации тела:

,

где - радиус вектор частицы А тела относительно точки О;

к – жесткость упругого тела.

54. Поясните понятие – гелиоэнергетика. Приведите примеры.

Гелиоэнергетика - (Гелиоэнергетика) - получение электрической или тепловой энергии за счет солнечной энергии, одно из самых перспективных направлений нетрадиционной энергетики. Различают два основных варианта Гелиоэнергетика: физический и биологический. При физическом варианте Гелиоэнергетика энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. Исследования по Гелиоэнергетика частично финансируются Всемирным банком по программе.

Солнечные коллекторы широко применяются в Японии, Израиле, Турции, Греции, на Кипре, в Египте для нагревания воды и отопления. Ряд предприятий РФ изготовляют несколько типов солнечных сушилок для сельскохозяйственных продуктов, которые позволяют сократить затраты энергии на единицу сухого продукта на 40%. Выпускаются в РФ и усовершенствованные плоские солнечные коллекторы и комплексные водонагревательные установки.   Солнечные элементы (фотоэлектрические преобразователи, ФЭП) широко используются в космических аппаратах. Однако более экономичнаГелиоэнергетика с использованием системы зеркал, которые нагревают масло в трубах солнечных электростанций (СЭС). Энергия, получаемая на СЭС, в 5-7 раз дешевле, чем энергия ФЭП. Недостатком СЭС являются лишь очень большие затраты металла на их сооружение (в пересчете на единицу производимой энергии они в 10-12 раз выше, чем при производстве энергии на ТЭС или АЭС). Затраты цемента при этом еще выше: в 50-70 раз. СЭС занимают большие площади, и потому их строительство перспективно только в пустынях. Так, к югу от Лос-Анджелеса построена СЭС мощностью 80 МВт, причем затраты на ее строительство быстро окупились, получаемая энергия на 1/3 дешевле, чем энергия АЭС

ТЕМА-2

55. Определите понятие: работа.

Работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы

56. Кинетическая энергия материального объекта – как она определена?

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек в выбранной системе отсчёта. Кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Кинетическая энергия характеризует состояние движущегося тела и не зависит от координат тела, а также от того взаимодействует ли это тело с другими телами или нет. Направление скорости также не оказывает влияние на кинетическую энергию. приращение кинетической энергии частицы при некотором перемещении равно алгебраической сумме работ всех сил, действующих на частицу на том же перемещении. При этом для кинетической энергии совершенно не важно, о каком виде сил идет речь. Это может быть сила тяготения, упругости или трения. Если работа силы положительна ,то есть кинетическая энергия возрастает, скорость тела увеличивается и работа расходуется на то, чтобы сообщить частице дополнительную скорость. Если работа силы отрицательна, то есть кинетическая энергия убывает, скорость тела уменьшается и работа расходуется на то, чтобы преодолеть, к примеру, сопротивление упругих сил или противодействовать силе тяготения.

ТЕМА-2

57. Что и почему используют в качестве первичных энергоносителей в настоящее время?

Начиная с 1970 г., несмотря на коренные изменения в экономической и социальной структуре общества, суммарная доля трех главных природных энергоносителей — нефти, угля и природного газа — изменилась незначительно.

Нефть была, есть и в обозримом будущем останется одним из ведущих источников первичной энергии, потребление которой неуклонно рас ширяется в связи с дальнейшим развитием мировой экономики. Одновременно растет использование нефтепродуктов в качестве сырья для химической промышленности, что экономически более эффективно по сравнению с прямым энергетическим использованием углеводородов.

В настоящее время около 40% добываемой нефти перерабатывается в моторное топливо для автомобилей. Тяжелые нефтепродукты (мазут, битум и др.) — неизбежный побочный продукт при производстве бензинов и керосинов — активно используются для выработки тепловой электроэнергии. Кроме того, нефть большую роль играет в развитии химической промышленности — производстве пластмасс и других искусственных мате риалов, а также моторных масел и т.п.

Природный газ — самый быстро растущий в структуре энергопотребления энергоноситель, хотя по доле в энергетическом балансе он на данный момент несколько уступает нефти и углю. Газ является сегодня наиболее эффективным и, что особенно важно, экологически наиболее чистым энергоносителем. Основными факторами, способствующими дальнейшему росту его потребления, являются: рост числа электростанций, работающих на газе; увеличение использования газа в жилом секторе; явное снижение в послед- нее десятилетие привлекательности ядерной энергетики; дальнейшее повсеместное обострение экологических проблем.

Угольная промышленность остается одной из важнейших отраслей мирового хозяйства, однако с быстрым развитием нефтяной и газовой промышленности в последней четверти XX в. она несколько утратила свое значение. Доля угля в мировом энергопотреблении постоянно снижается.Это связано с мерами по сдерживанию широкого использования угля в последние десятилетия, поскольку он гораздо менее экологичен, чем нефть и газ, и сфера его использования все больше ограничивается топливом для теплоэлектростанций и сырьем в металлургии

58. Потребляемая энергия производится в результате преобразования других видов энергии. Существуют три основных способа ее преобразования. Назовите и поясните.

Известны следующие основные способы преобразования энергии:

1) Получение тепла в результате сжигания ископаемого или растительного топлива и его потребления;

2) Преобразование тепловой энергии(из топлива) в механическую работу, к примеру, в результате сжигания составляющих переработки нефти для обеспечения движения разных механизмов, оборудования, машин, поездов, самолетов и т.д.

3) Преобразование тепла, которое получается в результате сгорания топлива или ядерном деления, в электрическую энергию. Впоследствии она потребляется для различных целей.

ТЕМА-2

59. Определите понятие: энергоносители. Назовите и кратко охарактеризуйте известные Вам

Вещество в различных агрегатных состояниях (твердое, жидкое, газообразное) либо иные формы материи (плазма, поле, излучение ), запасенная энергия которых может быть использована для целей энергоснабжения. Пример : Полезные ископаемые и продукты их переработки как источники энергии (Каменный уголь, природный газ, нефтепродукты, уран, Энергия Солнца и ветра.

Нефть - природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 33,6 % в 2010

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода.

Ура́н — химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе. Наибольшее применение как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии, имеет изотоп урана 235U.

Приро́дный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ

60. Поясните понятие – Вселенная. Поясните понятия – галактика, квазар, межзвездная среда.

Вселенная (Космос) – бесконечный в пространстве и времени окружающий нас мир. Вселенная состоит из огромного количества галактик.

Галактика – огромное количество звезд, находящихся в одном объеме и движущихся по законам гравитации. По законам гравитации вокруг каждой звезды вращаются планеты.

Квазар — мощное и далёкое активное ядро галактики. Квазары являются одними из самых ярких объектов во Вселенной — их мощность излучения иногда в десятки и сотни раз превышает суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша. (Активные ядра галактик — ядра галактик, наблюдаемые процессы в которых нельзя объяснить свойствами находящихся в них звезд и газово-пылевых комплексов.)

Межзвёздная среда (МЗС) — вещество и поля, заполняющие межзвёздное пространство внутри галактик. Состав: межзвёздный газ, пыль (1 % от массы газа), межзвёздные магнитные поля, космические лучи, а также тёмная материя (форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним). На протяжении своей жизни звёзды испускают звёздный ветер (процесс истечения вещества из звёзд в межзвёздное пространство), который возвращает в среду элементы из атмосферы звезды. А в конце жизни звезды с неё сбрасывается оболочка, обогащая межзвёздную среду продуктами ядерного синтеза.

ТЕМА-2

61. Углеродное и углеводородное топливо. Назовите и поясните главные особенности добычи и потредления.

Углеводородное и углеродное топливо - нефть, природный газ, каменный уголь, является невозобновляемым энергоисточником, т.е. его потребление приводит к его безвозвратной потере. Между тем потребность в энергии растет, несмотря на предпринимаемые энергосберегающие усилия. К сожалению, запасы углеводородов в природе хотя и велики, но конечны. Например, нефти при современном уровне потребления хватит человечеству по разным оценкам от нескольких десятков до сотни лет. Лучше обстоит дело с газом и намного лучше с углем, его запасов, по оценкам, должно хватить на несколько сотен лет

62. Что называют диссипативными силами? Приведите примеры.

Диссипативные силы – силы,при действии которых на механическую систему её

полная механическая энергия убывает (то есть диссипирует) ,переходя в другие

,немеханические формы энергии.

Любая диссипативная сила может быть представлена в виде

,

где - положительный коэффициент, зависящий в общем случае от скорости;

- скорость данной частицы относительно другой частицы (среды), с которой она взаимодействует. Сила всегда направлена противоположно вектору .

Примеры:

• Силы вязкого или сухого трения;

• Сила аэродинамического сопротивления воздуха;

• Сила трения скольжения; (Если коэффициент трения скольжения шина сухой асфальт (коэффициент сцепления) в зависимости от типа используемой резины составляет 0,7 – 0,9, то коэффициент сцепления при влажном состоянии дороги – 0.4, при снеге -0.3, при укатанном снеге – 0.25, при зеркально гладком льду -0,1. Очевидно, что тормозной путь увеличивается на скользких покрытиях; например, при торможении на гололеде тормозной путь в 9 раз больше по сравнению с торможением на сухом асфальте. Соответственно, для обеспечения того же уровня безопасности движения по наледи необходимо во столько же раз снизить скорость транспортного средства (рис). На укатанном снегу при самой обычной скорости 60-80 км/ч автомобиль будет скользить 55-100 м.)

ТЕМА-2

63. Какие явления в природе называются тепловыми? Охарактеризуйте.

Тепловые явления – явления связанные с нагреванием или охлаждением тел. К тепловым явлениям относят нагревание, охдаждение, плавление, отвердевание, кипение и конденсацию. Изменение внутренней энергии тела без совершения работы называется теплопередачей. Существует три вида теплопередачи.

3. Теплопроводность – перенос энергии от одного тела к другому. При этом вещество не перемещается, переносится только энергия.

4. Конвекция – это перенос энергии потоками жидкости или газа

5. Третий способ передачи энергии – излучение. Энергию излучают все нагретые тела. Чем выше температура, тем сильнее тепловое излучение.