"Облака Слов"

"Изучаем равновесие"

Задача номер 1

На балке, находящейся в состоянии равновесия, сидят двое детей. Справа сидит мальчик, весом 20 кг. Слева сидит девочка. Найдите вес девочки. 

Дано:

О- точка опоры

L=10 м

L₁=0,5

L₂=0,75

m₂=20 кг

Найти:

m₁?

Решение:

По второму условию равновесия: суммаМ=0

Mm1g + Mm2g=0

О: -m1gL1+m2gL2=0

m1gL1= m2gL2

m1= (m2g*L2)/(L1*g)

m1=(20 кг*10*0,75)/(0,5*10)

m1=150/5=30 кг

Ответ: вес девочки составляет 30 кг.

Задача номер 2

На балке, находящейся в состоянии равновесия, расположены 2 предмета – мусорный бак и огнетушитель. Огнетушитель стоит на балке с правой стороны, его вес составляет 5 кг. Слева стоит мусорный бак, вес которого и нужно найти. 

Дано:

О- точка опоры

L=4 м

L1=1

L2=2

m₂=5 кг

Найти: m₁

Решение:

По второму условию равновесия: суммаМ=0

Mm1g + Mm2g=0

О: -m1gL1+ m2gL2=0

m1gL1=m2gL2

m1= (m2gL2)/(gL1)

m1= (5кг*10*2)/(10*1)

m1=100/10=10 кг

Ответ: вес мусорного бака составляет 10 кг.

Задача номер 3

На балке, находящейся в состоянии равновесия, с левой стороны сидит мальчик, а рядом с ним стоит загадочный предмет «G». Вес мальчика равен 20 кг. Слева сидит мужчина, вес которого составляет 80 кг.  Найдите вес загадчного предмета «G».

Дано:

О- точка опоры

m2=20кг

m3=80кг

L1=2

L2=1,5

L3=1

Найти: m1

 Решение:

По второму условию равновесия: суммаM=0

Mm1g + Mm2g + Mm3g = 0

O:  m1gL1+m2gL2- m3g L3=0

-m1gL1=m2gL2-m3gL3

m1gL1=m2gL2+m3gL3

m1=m2gL2+m3gL3/gL1

m1=20кг*10*1,5+80кг*10*1/10*2

m1=300+800/20

m1=55 кг

Ответ: вес загадчного предмета «G» равен 55 кг.

Конструирование реостатов

Чарльз Уитстон (1802—1875) сконструировал три типа реостатов (само это слово было предложено им по аналогии с «реофором», введенным Ампером, в подражание которому Пекле ввел также термин «реометр»). Первый тип реостата с подвижной скобкой, применяемый и сейчас, был создан Уитстоном по аналогии со схожим приспособлением, применявшимся Борисом Семеновичем Якоби в 1841 году. 

Второй тип реостата имел вид деревянного цилиндра, вокруг которого была намотана часть подключенного в цепь провода, который легко перематывался с деревянного цилиндра на бронзовый. 

Третий тип реостата был похож на «магазин сопротивлений», который Эрнст Вернер Сименс (1816—1892), ученый и промышленник, в 1860 году улучшил и широко распространил. Реостат дал возможность измерять электродвижущие силы и сопротивления.

Строение внешнего вида реостата

На рисунке 1 показан внешний вид реостата со снятым кожухом. На жаропрочное основание 1 наматывается проволока 2, изготовленная из материала с большим удельным  сопротивлением. Концы проволоки закреплены под клеммы(устройство для присоединения проводов к машине, прибору, аппарату; винтовой зажим)  К1 и К2. По направляющей 3, соединенной с клеммой К3 движется ползун( деталь, совершающая возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим) 4, соединенный с контактом 5, который скользит по обмотке реостата.

Реостат через клеммы К1 и К3 включается в цепь, где он должен регулировать силу тока. Включенная часть обмотки реостата начинается на клемме К1 и оканчивается на контакте 5, который через направляющую 3 соединен с клеммой К3.

 На рисунке 2 показано условное обозначение реостата в электротехнических схемах.

Реостат

Реоста́т (потенциометр) —электрический аппарат, изобретённый Иоганном Кристианом Поггендорфом, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.

Изменением сопротивления цепи, в которую включен реостат, возможно достичь изменения величины тока или напряжения. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах реостат включают в цепь параллельно или последовательно.

Использование реостата возможно как в качестве электроизмерительного прибора, так и прибора в составе электрической или электронной схемы.

Основные типы реостатов:

1.    Проволочный реостат. Состоит из проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением, натянутой на раму. Проволока проходит через несколько контактов. Соединяя с нужным контактом, можно получить нужное сопротивление.

2.    Ползунковый реостат. Состоит из проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением, виток к витку натянутой на стержень из изолирующего материала. Проволока покрыта слоем окалины, который специально получается при производстве. При перемещении ползунка с присоединённым к нему контактом слой окалины соскабливается, и электрический ток протекает из проволоки на ползунок. Чем больше витков от одного контакта до другого, тем больше сопротивление. Такие реостаты применяются в учебном процессе. Разновидностью ползункового реостата является Агометр в котором роль ползунка выполняет колёсико из проводящего материала, двигающееся по поверхности диэлектрического барабана с намотанной на него проволокой.

3.    Жидкостный реостат, представляющий собой бак с эликтролитом, в который погружаются металлические пластины. Обеспечивается плавное регулирование. Величина сопротивления реостата пропорциональна расстоянию между пластинами, и обратно пропорциональна площади части поверхности пластин, погруженной в электролит.

4.    Ламповый реостат. Состоит из набора параллельно включённых ламп накаливания. Изменением количества включённых ламп изменялось сопротивление реостата. Недостатком лампового реостата является зависимость его сопротивления от степени разогрева нитей ламп.

Кинематика. Задание №4

Цель работы: составить 3 задачи на равноускоренное движение и решить их.

Задача №1.

Mr. Jones, направляясь к дому, решил пробежать кросс с ускорением в 2м/с^2. Достигнув дома за 3 секунды, его скорость была 10 м/c. Найдите начальную скорость Mr. Jones.

Дано:

 t=3 c

V=10 м/c

а=2 м/с^2

Найти: V_o

Решение:

V=Vo+at

Vo=V-at

Vo=10-2*3=4 м/с

Ответ: V_o=4 м/с

Задача №2.

Mr. Jones двигался по дороге к дому с начальной скоростью 4 м/с. Через 1.5 секунды его скорость составляла 7м/с. Найдите ускорение  Mr. Jones.

 

 

Дано:

V_o=4 м/c

V=7 м/c

t=1.5 с

Найти: a

Решение:

a=(V-Vo)/t

a=(7-4)/1.5=2

Ответ: a=2 м/с^2

Задача № 3

Mr. Jones шел по дороге со скоростью  -3 м/c.  Но тут пошел сильный дождь, и Mr. Jones, который забыл зонт дома, был вынужден ускорить шаг до 4 м/c^2. Спустя какое время Mr. Jones добрался до дома?

 

Дано:

V_o= -3 м/с.

V= 5 м/с

a=4 м/с^2

Найти:t

Решение:

V=Vo+at

t=(V-Vo)/a

t=(5+3)/4

Ответ:t=2 с

Кинематика. Задание №3

Цель работы: составление трёх задач на равномерное движение и их решение.

Задача №1:

 

Дано:

Х₀₌8м

V (Velocity Vector) =-5 м/с

t=3 секунды

Определить конечное положение мистера Джонса

Решение:

S=Vt

S=-5*3=-15 м.

Sx = x-x0

Х-8=-15

Х=-7 м.

Ответ: Мистер Джонс остановится в точке -7 (м.)

Задача №2:

Дано:

Х₀₌6

V (Velocity Vector)=-5 м/c

1.) Положение мистера Джонса через 10 секунд? (х при 10 сек.)

2.) Написать уравнение движения

Решение:

1.)  x=x0+Vxt

х=6-5t

x0= 6 м.

Vx= -5 м/c

2.) x= 6-5t

x= 6 – 5*10= 6-50=-44

Ответ: Положение =-44

Задача №3:

 

Дано:

 x0=-10

 V(вектор)=-6м/с

Найти: t при х=10

Решение:

 1) x=x0+Vxt

 x=-10-6t

10=-10-6t

t=5

Ответ: t=5