fizika

Ko tudi učitelj ne more pomagati...
Odgovori
Anya
Prispevkov: 166
Pridružen: 13.5.2009 16:14

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Anya »

Prosim za pomoč pri neki nalogi iz magnetnega polja:

Kvadratna zanka s stranico 5cm leži v homogenem magnetnem polju z gostoto 1,2T, silnice so pravokotne na ravnino zanke. Upor zanke je 5 ohmov.
a) Kolikšen naboj steče skozi zanko v 25ms?
B) Kolikšen naboj steče skozi zanko, če jo zasučemo za 180 stopinj okrog njenega premera?

ZdravaPamet
Prispevkov: 2841
Pridružen: 16.8.2004 19:41

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a ZdravaPamet »

a) če je magnetno polje (časovno) konstantno, zanka pa se ne premika ali deformira, potem se nič naboja ne pretaka po zanki.
b) Električni tok v zanki je po definiciji intenziteta pretoka naboja v njej, torej \(I=\frac{de}{dt}\). Po drugi strani pa ga poganja inducirana napetost U:
\(I=\frac{U}{R}\). Inducirana napetost je po Faradayjevem zakonu (Maxwellovi enačbi):
\(U=\frac{d\phi}{dt}\), kjer je \(\phi\) magnetni pretok čez zanko ob danem času. Minuse sem tukaj preprosto pozabil, ker itak na koncu ne bodo važni, saj naju ne zanima, v kateri smeri je naboj stekel, pa tudi diferencialne enačbe s tem ne bova pokvarila. No, dava izraza za tok skupaj in enkrat integrirava od začetnega časa 0 in nekega poljubnega t. Dobiš
\(\Delta e = \frac{1}{R}\left(\phi(t)-\phi(0)\right)\)
Ko zanko zasučeš za kot \(\pi\), bo končni pretok po velikosti enak tistemu ob času 0, le da bo imel negativni predznak. Pretok izračunaj kar po definiciji in se prepričaj.
Tako je pretočeni naboj
\(\Delta e = 2\frac{1}{R}\phi(0)=2\frac{Ba^2}{R}\)

Motore
Prispevkov: 1088
Pridružen: 9.9.2009 23:28

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Motore »

Pozdravljeni,

Potreboval bi par namigov pri naslednji nalogi:

Klada z maso m2 = 1 kg in dolžino L = 20 cm miruje na ledeni podlagi. Vanjo
prileti izstrelek z maso m1 = 0,1 kg in hitrostjo v0 = 10 m/s, in klado prestreli. Med
prestreljevanjem izstrelek deluje na klado ves cas s silo F = 10 N. Klada se po ledeni
podlagi giblje brez trenja. Specifična toplota snovi iz katere je izstrelek je 130 J/(kg K).

a) Koliko časa potrebuje izstrelek, da prestreli klado?
b) Kolikšni sta hitrosti klade (v2) in izstrelka (v1) potem ko izstrelek zapusti klado?
c) Za koliko se je spremenila skupna kinetična energija obeh teles? Kolikšna pa je vsota
dela izstrelka na klado in dela klade na izstrelek?
d) Za koliko se segreje izstrelek, če se klada nič ne segreje?

Pri a) nekako razmišljam, da bi dal za pojemek izstrelka a1=F/m1 in pospešek klade a2=F/m2, vse skupaj pa bi dal v enačbo: \(s = v_0 + \frac{at^2}{2}\) iz katere bi izrazil čas. Se pravi za a=a1+a2, moti pa me pot ki bi morala bit L + x(katero prepotuje klada preden jo izstrelek zapusti). Vsekakor vidim da dobim neko kvadratno enačbo za čas.

pri b) mi bo verjetno zadostovalo čas iz prešnje in pot

pri c) pa izračunamo razliko kinetične energije izstrelka pred in po prestrelitvi klade (v0 in v1) ter slednjo seštejemo z razliko kinetične energije klade pred in po prestrelitvi (0 in v2). razmišljam napačno? se del energije pretvori v notranjo? kako to izračunam? delo pa je verjetno preposto sila krat pot.

pri d) pa uporabimo delo iz prešnje naloge ki se pretvori v toploto? ali je mogoče ΔWn - A = Q = m*c*(T-T0) (iščemo T vendar koliko jeT0?)

Hvala za odg/namige

scmoky
Prispevkov: 12
Pridružen: 31.1.2011 16:52

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a scmoky »

a )Jaz nebi kompliiral in še računal za koliko se klada premakne med tem ko izstrelek potuje skozi klado, ker je zanemarljivo majhno oz. nično. Torej brez tega mislim da znaš izračunat.
Ok, pa da gremo zakomplicirat. Torej ko si sam nakazal si lahko izračunaš oba pospeška, oz pojemka. potem pa si samo nastavš enačbe in dobiš dve enačbi z dvema neznankama, to pa gre rešit
torej klada se premakne za \(x0=\frac{a1*t^2}{2}\) za l torej dolžino ki jo prepotuje izstrelek pa daš \(l=v_0*t +\frac{a2*t^2}{2}\) zaj pa iz prve izraziš t, pa vstaviš v drugo, pa daš ven x0, pa potem vstaviš nazaj v prvo pa dobiš še čas ven. To samo malo mečeš eno na drugo stran.
b ) Tukaj pogledaš gibalne količine, že iz a primera si lahko izračunaš izstopno hitrost izstrelka, potem pa gleda G1=G2 G1 je gibalna količin sistema na začetku, torej samo izstrelka ker klada miruje, potem pa G2 je po trku ki imata obadva neko hitrost in lahko izraziš hitrost klade, izstrelka pa tako že imaš.
c) Ko imaš iz b izračunane hitrosti lahko komot izračunaš kinetične energije, za delo pa gledaš da je spremeba energije A=delta W
d) pri c si izračunal delo tako da A=Q tak kot si zapisal tako da komot izračunaš temperaturo, ker gledaš za koliko se segreje gledaš samo spremembo tako da ne rabš T1-T2 amapak kar delta T ;)


Upam da sem ti kaj pomagal :)

Motore
Prispevkov: 1088
Pridružen: 9.9.2009 23:28

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Motore »

Pozdravljeni,

Spet bi prosil malo pomoči pri tej nalogi:
Čarovnik iz Oza je naredil toplotni stroj z dobesedno krožno spremembo: p = p0(1 + εcosφ),
V = V0(1 + εsinφ). Delovni plin ima razmerje specifičnih toplot κ = 1.31 in molsko maso
M = 44 kg/kmol. Najnižja temperatura cikla je Tmin = 293 K, parametra za tlak in prostornino sta
p0 = 1 bar in V0 = 6 l.

1. Poišči faze φ pri katerih:
(a) stroj ne opravlja dela,
(b) se temperatura ne spreminja,
(c) stroj ne prejema ali oddaja toplote.
Pri zadnjem primeru upoŠtevaj, da je ε majhen.
Skiciraj tudi fazni diagram, označi smer krožne spremembe in zgoraj izračunane točke.
Kje stroj toploto prejema in kje jo oddaja?
2. Koliko dela opravi stroj v enem ciklu? Koliko toplote odda? Vzemi ε= 0.1.

Dobesedna krožna sprememba verjetno pomeni da je krog. Narisal sem tako da je φ=0 odspodaj levo je 270, na vrhu 180, desno pa 90 stopinj in tako dobim da je spodaj V0, p0(1+ε), levo p0,V0(1-ε) itd. Kje sem se pri tem zgledu zmotil? Če pa je tako prav, kako zdaj računat delo naprej? Kje postavit točke 1,2,3,4? Kje so adiabate in kje izoterme (če sploh so)?

Hvala za odg/namige

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

No seveda je krog saj je parametrizirano kot krog. Parametrizacija ti tudi direktno pove kje je kaksen kot: ce rises V na x os in p na y os, potem je fi=0 zgoraj (kosinus je 1 in torej tam p doseze najvecjo vrednost, sinus je pa 0 in to ravno na sredini v razponu V-ja).

Izoterm / adiabat /.. seveda ni, imas splosno spremembo. Tukaj ne velja niti pV=konst, niti pV^kapa = konst ali kaj podobnega.

Za 1) moras samo razmislit malo... stroj ne opravlja dela tam kjer se volumen ne spreminja, torej na levem in desnem robu kroga. Podobno za temperaturo pogledas kje je dT/d(fi)=0.

Motore
Prispevkov: 1088
Pridružen: 9.9.2009 23:28

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Motore »

Aniviller hvala ti.

lp

apovsic
Prispevkov: 65
Pridružen: 31.10.2009 20:37
Kraj: Sevnica

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a apovsic »

Imamo kondezator(podani U,S,d), začnemo vleči s stalno silo F, kolikšna je hitrost ko je odmik pri poljubnem x(oz. d)? Podana je tudi masa ene plošče.

Sem nekaj računal pa se mi nekej ustavi.

Še ena. Imamo dvoatomni idealni plin, delamo naslednjo krožno spremembo: pri konst. V povečamo p 2x, nato izotermno razpnemo in pri p=konst. vrnemo v začetno stanje. Izkoristek takega stroja?

Pa če bi kdo lahko malo več razložil o toplotnih strojih(predvsem Carnot) in hladilnikih(to glede izkoristka in predznaka Q in A).

Hvala

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Sila ene plosce na drugo plosco, potem pa gres z delom in energijo. Lahko se zgodi da bo treba integrirat za delo.

Pri toplotnih strojih takole: za delo pac prestejes vse prispevke (negativno pomeni da oddaja delo, pozitivno da prejema). Pri Q-ju pa takole: v izkoristek se steje samo toplota ki se prejema (torej pozitivna). Kje je pozitivna pac vidis ko izracunas, tudi ce si ne predstavljas tocno kaj stroj dela. Ce stejes obe, potem je skupaj nasprotno enako delu. Sprememba mora biti pa pri stroju vedno v smeri urinega kazalca, pri hladilniku pa obratno.

Izkoristek stroja je |A|/Q(prejeta) (koliko dela dobis za toploto ki jo das stroju, absolutna zato ker delo stroja je negativno ker ga oddaja). Izkoristek hladilnika je pa precrpana toplota iz hladnega dela (prejeta toplota), deljena z delom. In ta je lahko vec kot 1.

apovsic
Prispevkov: 65
Pridružen: 31.10.2009 20:37
Kraj: Sevnica

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a apovsic »

Ou, hvala za tole :) Pri prvi sploh nisem pomislil na energije.

Motore
Prispevkov: 1088
Pridružen: 9.9.2009 23:28

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Motore »

Pozdravljeni,
Naslednja naloga mi dela probleme:

Za ogrevanje hiše, ki ima \(d=40\ cm\) debele opečnate stene (\(\lambda=0,7\ W/mK\)) s skupno površino \(S=250\ m^2\), uporabimo toplotno črpalko, ki toploto zajema iz reke s temperaturo \(T_r=5^\circ C\). Kolikšna naj bo moč kompresorja, če želimo hišo ogreti na \(T_H=20^\circ C\) pri zunanji temperaturi \(T_Z=-10^\circ C\)? Učinkovitost uporabljenje toplotne črpalke je dvakrat manjša od Carnotove toplotne črpalke, voda v radiatorjih pa naj ima temperaturo \(T_R=50^\circ C\)

Tukaj sem razmišljal takole: Toplotna črpalka oddaja toploto vodi da se segreje, slednja pa oddaja toploto hiši za segrevanje. Da toplotna črpalka oddaja toploto ji je treba dovesti delo. Se pravi izkoristek je \(\eta = A/Q_{do},\ A=\eta Q_{do}\) pri čemer je \(Q_{do}=mc(T_R-T_r)\), izkoristek je tudi \(\eta=\frac{1}{2}(1-\frac{T_r}{T_R})\). Potem toplotni tok skozi steno je \(P_t=-\lambda S\frac{T_H-T_Z}{d}\). Kompresor mora imet še toliko več moči da kompenzira toplotni tok skozi steno se pravi \(P=A/t +P_t\)? Kako se znebim časa, pa mase vode nimam pri Qdo in kaj točno moram enačit?

Hvala za odg., namige

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

No saj A/t je itak samo ce je moc konstantna.
Ce pogledas enacbe tipa \(A=\eta Q_{do}\) lahko obe strani odvajas po casu in imas zvezo med mocjo in toplotnim tokom. Itak vse delas z mocmi.

Motore
Prispevkov: 1088
Pridružen: 9.9.2009 23:28

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Motore »

Hmm, ali lahko še malo razložiš. Moč kompresorja je konstantna in toplotni tok tudi. Katere dve strani naj bi odvajal? Vsekakor se časa moramo znebit. Problem imam še pri Qdo ker nevem mase se pravi moram Qdo nekako drugače izrazit?

sinbad
Prispevkov: 81
Pridružen: 24.10.2010 18:01

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a sinbad »

Motore napisal/-a:Hmm, ali lahko še malo razložiš. Moč kompresorja je konstantna in toplotni tok tudi. Katere dve strani naj bi odvajal? Vsekakor se časa moramo znebit. Problem imam še pri Qdo ker nevem mase se pravi moram Qdo nekako drugače izrazit?
Izbereš sistem 50 stC (to kar imaš že podano) v dovodu in 40 stC v povratku, iz tega imaš masni tok vode. Manj primeren je sistem 50/35.

Uporabniški avatar
Aniviller
Prispevkov: 7263
Pridružen: 15.11.2004 18:16

Re: fizika

Odgovor Napisal/-a Aniviller »

Enacbo mislim da odvajaj, da dobis zvezo med mocmi. Oziroma pac na casovno enoto moras gledat. Ker A ni moc, prav tako Q ni moc. V bistvu rabis zvezo \(P=\eta P_{toplotni}\).

Odgovori