Тема 3 «Статика»
Что называется равновесием тела?
Перечислите виды равновесия тел?
Сформулируйте условие равновесия тела?
Что называют моментом силы?
Как найти направление вектора момента силы?
Что называется центром масс системы тел и рассчитывать его положение в пространстве?
Что называется центром масс тела?
Как найти положение центра масс тела произвольной формы?
Раздел 2. Электродинамика
Тема 1. Электрические цепи постоянного тока.
Пример 4. Определить площадь поперечного сечения и длину алюминиевой проволоки сопротивлением 0,1 Ом и массой 54 г.
Для решения необходимо воспользоваться справочными данными [5]: удельное сопротивление алюминия, плотность алюминия.
Дано |
СИ |
Решение Зависимость сопротивления проводника от его геометрических размеров и материала проводника выражается формулой:
R =
Выразим из данной формулы искомую величину S:
S =
Для определения длины проводника ℓ
воспользуемся определением плотности
вещества
Объём проводника V есть по определению произведение площади поперечного сечения проводника S и его длины ℓ: V = S ℓ. (3) Подставим (3) (2) и выразим длину проводника ℓ:
ℓ =
Собираем общую формулу (4) (1):
S =
Выразим из полученного уравнения искомую величину S:
S =
|
R = 0,1 Ом m = 54 г
= 2,7103 кг/м3
S = ? |
0,054 кг |
|
|
|
S =
|
.
; (1)
:
;
(2)
;
(4)
.
.
= 0,2610-7 Омм
= 0,2310-5 м2
Пример 5. Батарея аккумуляторов с внутренним сопротивлением 0,20 Ом питает десять параллельно соединенных ламп сопротивлением 250 Ом каждая. Соединительные провода медные, длиной 2,2 м и сечением 0,40 мм2, ток в каждой лампе 0,50 А. Определить ЭДС батареи.
Дано |
СИ |
Решение
Согласно закону Ома для полной цепи имеем
I =
Из полученного выражения выразим ЭДС
батареи
Сопротивление R всей цепи складывается из сопротивления всех десяти ламп Rл и сопротивления соединительных проводов Rп. Для определения сопротивления всех ламп Rл воспользуемся законами параллельного соединения:
Согласно условию задачи сопротивление всех ламп одинаковое. Поэтому формула (2) примет вид:
Rл =
Сопротивление соединительных проводов Rп определим по формуле рассмотренной в примере 4: Rп = ; (4) Объединим формулы (4) и (3): R = + ; (5) Согласно закону последовательного соединения сила тока во всей цепи I одинаковая: I = Iл = Iп Воспользовавшись данным равенством, определим силу тока в контуре, состоящем из десяти параллельно соединенных ламп Iл: Iл = I1+I2+…+I10=10I1; (6) Собираем общую формулу (5) и (6)(1):
|
r = 0,2 Ом N = 10 R1=R2=…=R10=250 Ом I1=I2=…=I10=0,5А ℓ = 2,2 м S = 0,4 мм2 = 0,17 10-7 Ом×м
=?
|
0,410-6 м2 |
|
|
;
:
;
(1)
;
(2)
;
(3)
10×I1(
+
+ r).
0,17×10-7
= =127 В.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ И САМОПРОВЕРКИ