Физика Методика решения задач

Методика решения задач контрольной работы
Техническая механика
Кинематика
Основное уравнение динамики
Динамика вращательного движения
Определить положение центра тяжести сечения

Построить эпюру из изгибающих моментов

Физика примеры решения задач
Механические колебания
Математический маятник
Механическое движение и его относительность
Молекулярная физика и термодинамика
Диэлектрики в электрическом поле
Магнитное взаимодействие проводников с током
Найти индуктивность получившегося соленоида
Интерференция света и способы ее наблюдения
Определить кинетическую энергию
Электротехника
Общие указания к выполнению контрольной работы
Генератор постоянного тока
Первичной обмоткой трансформатора
Расчет параметров асинхронного двигателя
Электрические машины постоянного тока
Трансформаторы
Асинхронные электрические машины

Синхронные электрические машины

Задача № 3

В касторовое масло опустили стальной шарик диаметром 1 мм и определили, что расстояние в 5 см он прошел за 14,2 с. Считая движение шарика равномерным, определить вязкость касторового масла, если его плотность равна 960 кг/м3, а плотность стали 7860 кг/м3.

Решение:

2R= 1 мм = 10-3м

rст = 7,86×103кг/м3

rм = 0,96×103кг/м3

t = 14,2 c

S = 0,05 м

------------------------------------

h = ?

На шарик, движущийся в вязкой жидкости, действуют три силы:

1) сила тяжести (вниз)

;

2) выталкивающая, архимедова, сила (вверх)

;

3) сила трения, определяемая по закону Стокса (вверх)

V.

При равномерном движении шарика алгебраическая сумма этих сил должна равняться нулю, т.е.

 или

V = 0.

После несложных преобразований получаем:

.

Поскольку скорость равномерного движения шарика

  то

Проверим размерность полученного выражения:

Таким образом, размерность правой части полученного выражения совпадает с размерностью коэффициента внутреннего трения.

Подставляем числовые значения:

О т в е т: коэффициент вязкости касторового масла равен 1,07 Па×с.

Задача № 4

Определить время, в течение которого через поверхность площадью S=1м2 продиффундирует воздух массой m=720 мг из почвы в атмосферу, если принять коэффициент диффузии воздуха D=0,04 см2/с, градиент плотности

г/см4

Решение:

Масса газа, перенесенная в результате диффузии, выражается формулой Фика

, (1)

где D – коэффициент диффузии;  - градиент плотности, т. е. изменение плотности, приходящееся на единицу глубины слоя почвы; S – площадь поверхности почвы; t – длительность диффузии.

Из (1) найдем

  (2)

Выразим числовые значения всех величин, входящих в формулу (2) , в единицах СИ: m=720мг=7,20×10-4кг.

 D=0,04см2/с=4×10-6м2/с,

=-0,50×10-6г/см4=-0,05 кг/м4, S=1м2.

Проверим единицы правой и левой частей расчетной формулы (1): с = кг×с×м4/(м2×кг× м2), с = с.

 

Вычислим длительность диффузии

с = 3,60×103 с = 1 ч.

Задача № 5

Определить коэффициент теплопроводности тазовой кости лошади, если через площадку этой кости размером 3´3 см и толщиной 5 мм за час проходит 68 Дж теплоты. Разность температур между внешней и внутренней поверхностями кости в теле лошади составляет 1°.

Решение:

Q = 68 Дж

Dx = 5 мм = 5×10-3м

DT = 1 К

t = 1 ч = 3600 c

S = 9 см2 = 9×10-4м2

-----------------------------------

   = ?

Считая (что не совсем точно), что для данного случая можно применить закон теплопроводности Фурье, напишем:

. Отсюда

Подставляем числовые значения:

Контрольные задачи

Определить плотность воздуха при температуре 27С и давлении 760 мм рт.ст.

Определить изменение внутренней энергии водяного пара массой 100 г. при повышении температуры на .

Какое количество теплоты затрачивает человек на парообразование, если за стуки он выделяет 0,5 кг пота. Каково полное количество теплоты, выделяемое человеком за сутки, если его масса 70 кг и теплопродукция взрослого человека 1,6 Дж/ (кг с ) ? Удельная теплота парообразования пота 2,45 МДж/кг.

 Для лечения мастита на вымя коровы накладывают парафиновую аппликацию при температуре 700С. Удельная теплоемкость парафина 3,23 кДж/(кг.К). Вычислить необходимую массу парафина, если для проведения процедуры необходимо передать вымени 185 кДж теплоты. Температура вымени 38 С.

Средний диаметр жировых шариков в свежем молоке  3 мкм. Определить скорость всплытия этих шариков при образовании сливок, если плотность жира 900 кг/ м3, плотность обрата 1030 кг/м3 и динамический коэффициент вязкости обрата 1,1 мПа.с.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) в плазме крови с добавлением антикоагулянта для крупного рогатого скота в норме составляет  0,7 мм/ч. Определить диаметр эритроцитов, считая их сферическими, и что к их движению можно применить закон Стокса. Плотность эритроцитов 1250 кг/м3, плотность жидкости  1030 кг/м2. Коэффциент вязкости плазмы с антикоагулянтом 8,5 .

 За какое время через мышцу животного площадью 1 дм2 и толщиной 10 мм пройдет 2 кДж теплоты, если температура мышц 380С, а температура окружающего воздуха 150С. Коэффициент теплопроводности мышцы 5,7 .10-2 Вт/(м.К).

Определить количество теплоты, прошедшее через бетонные стены родильного отделения КРС площадью  50 м 2 за время t = 1 мин, если в помещении температура , а снаружи . Толщина стен . Коэффициент теплопроводности =0,817 .

Какое количество углекислого газа продиффундирует из почвы в атмосферу за 1 час с поверхности грядки шириной 50 см и длиной 18 м, если видимая поверхность грядки в 1,5 раз меньше поверхности почвы, полученной при ее рыхлении ? Коэффициент диффузии газов принять в среднем 0,05  а градиент плотности газа .

Нагреватель тепловой машины, работающей по циклу Карно, имеет температуру . Определить температуру охладителя, если ¾ теплоты, полученной от нагревателя, газ отдает охладителю.