1. в аттракционе "мертвая петля" небольшие кабины соединены друг с другом в сцепку длины l. сцепка съезжает с горки, далее движется по горизонтальной поверхности и затем попадает в вертикальную петлю радиуса r. какую наименьшую высоту должна иметь горка, чтобы сцепка могла благополучно проехать по этой петле? считать, что длина сцепки l> 2πr. трением пренебречь. 2. чему равен наибольший кпд теплового двигателя, работающего по циклическому процессу, который в осях (p,v) имеет вид прямоугольника, стороны которого параллельны осям p и v. рабочее тело одноатомный газ.
205
335
Ответы на вопрос:
1. пусть вся сцепка уже полностью заняла мёртвую петлю, поскольку потенциальная энергия не меняется, то все кабинки движутся с одной и той же скоростью по одному и тому же радиусу, а значит, имеют одинаковое центростремительное ускорение. кабинки, находящиеся ниже центра петли вообще никак не могут упасть, поскольку опираются на рельсы, а вот кабинки, находящиеся выше центра мёртвой петли упасть в принципе могут. найдём условие безотрывного движения отдельных кабинок. рассмотрим только кабинки, находящиеся выше центра мёртвой петли, отстоящие от него на угол поперечная к петле сила, действующая на кабинку, складывается из силы нормальной реакции и тяжести: т.е. при углах, меньше некоторого предельного уровня – отрыва не происходит. а значит, если отрыв не происходит при угле т.е. в самой верхней точке, то отрыв не произойдёт ни в одной точке. а если сцепка ещё не полностью заехала на петлю (или уже частично съехала), то тогда её потенциальная энергия не максимальна, а значит, кинетическая энергия больше минимальной, а скорость в любой точке больше, чем скорость полностью заехавшей сцепки. так что если мы найдём условие безотрывного движения полностью заехавшей сцепки, то тогда и частично находящаяся на петле сцепка тоже гарантированно будет двигаться без отрыва: если сцепка заехала на петлю полностью, то масса, находящаяся на петле выразится, как: где – масса всей сцепки. из симметрии ясно, что средняя высота подъёма полностью занявшей петлю сцепки, равна а значит, потенциальная энергия возрастёт по сравнению с горизонтальным участком на: в то же время, когда сцепка находилась на горке, её потенциальная энергия была равна: кинетическая энергия сцепки, полностью занявшей петлю, будет: с другой стороны центростремительное ускорение в верхней точке: а значит: ответ: 2. обозначим минимальный объём как: а максимальное давление, как: а их изменения, как: и нагревание потребуется только на изохоре при минимальном объёме, и на изобаре при максимальном давлении. итого, на нагревание уйдёт: работа, вырабатываемая в цикле: кпд цикла: для максимизации кпд, представляющего в данном случае дробь с числителем 1, нужно минимизировать знаменатель, т.е. каждое из его слагаемых. первое слагаемое может стремиться к нулю, когда минимальное давление стремится к нулю. второе слагаемое тем меньше, чем ближе разность давлений к максимальному давлению. а стало быть:
дано
r=6400 км =6.4*10^6 м - радиус земли (смотри в своем учебнике)
m==6*10^24 кг масса земли (смотри в своем учебнике)
h=1700 км=1.7*10^6 м - высота спутника над поверхностью
гравитационная постоянная g=6.673*10^-11 м3/кг*с2
т - ?
решение
радиус орбиты спутника r=r+h=6.4*10^6 +1.7*10^6=8.1*10^6 м
период обращения по орбите r
g=gm/r^2
v^2/r=gm/r^2
v^2=gm/r
v=√(gm/r) (1)
v=√(6.673*10^-11*6*10^24/(8.1*10^6))=7030.6 м/с=7 км/с
период t=2pir / v (2)
подставим (1) в (2)
t=2pir / √(gm/r) =2pi / √(gm/r^3)
t = 2pi / √(6.673*10^-11*6*10^24/(8.1*10^6)^3)=7238.88 с=120 мин =2часа
ответ
скорость 7030.6 м/с=7 км/с
период 120 мин =2часа
подробнее - на -
Реши свою проблему, спроси otvet5GPT
-
Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос -
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах -
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно
Популярно: Физика
-
Error6908.06.2022 05:44
-
ArthurMyChemov10.06.2022 18:49
-
Iana201023.05.2023 06:49
-
SuperFox947201.01.2023 18:22
-
danil333111610.05.2022 14:17
-
goe119.07.2021 22:49
-
okcanatsarenko07.04.2022 11:50
-
asdfghjkl6tygb04.02.2023 00:23
-
влада40919.06.2021 04:17
-
myyyrrr02.07.2022 20:02
Есть вопросы?
-
Как otvet5GPT работает?
otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса. -
Сколько это стоит?
Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны. -
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?
Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое! -
В чем отличия от ChatGPT?
otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.