жауабы 7,2 м/с
6. Массасы 0,1 кг дене үйкеліссіз радиусы цилиндрлік бетке ӛтетін
кӛлбеу жазықтықтың бойымен сырғанайды. Дене
биіктіктен
сырғанағанда, А және В нүктелеріндегі жағдайлар үшін дененің бетке түсіретін
және
қысым күштерін анықтаңдар (сурет).
Шешуі:
172
Дененің А және В нүктелерінде орналасқан жағдайларындағы уақыт
мезеті үшін
Ньютонның екінші заңы бойынша теңдеу:
Мұндағы
және
денеге әер ететін цилиндрлік беттің нормаль
реакция
күштері. А және В нүктелеріндегі дененің кинетикалық энергиялары:
Осыдан жылдамдық квадраттарын табамыз:
Осы ӛрнектерді (1) және (2) теңдеулерге қойып, алатынымыз:
Ньютонның үшінші заңы бойынша,
7. Екі пластилин шарик массалары m
1
және m
2
, бір-біріне қарама-қарсы
v
1
және v
2
жылдамдықтармен ұшып келіп, серпімсіз соқтығысады. Бӛлінген
жылудың мӛлшерін анықтаңдар.
Шешуі:
Импульстің сақталу заңын негізге ала отырып:
v
m
m
v
m
v
m
2
1
2
2
1
1
және энергияның сақталу заңына негізделе
отырып:
Q
v
m
m
v
m
v
m
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
1
1
Солға қарай бағытты оң деп санап, алатынымыз:
173
Q
v
m
m
v
m
v
m
v
m
m
v
m
v
m
2
2
2
;
2
2
1
2
2
2
2
1
1
2
1
2
2
1
1
Алынған теңдеулер жүйесінен
v
жылдамдықты шығарып аламыз:
;
2
1
1
1
2
2
m
m
v
m
v
m
v
;
2
2
2
2
2
1
2
1
1
2
2
2
1
2
2
2
2
1
1
Q
m
m
v
m
v
m
m
m
v
m
v
m
.
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
m
m
v
v
m
m
m
m
v
v
v
v
m
m
m
m
v
v
m
m
v
m
m
v
m
m
Q
Жауабы:
.
2
2
1
2
2
1
2
1
m
m
v
v
m
m
Q
8. Қоймадан әкелінген тығыздығы
құрғақ ағашты ашық аспан
астында қалдырды және үстінен ешнәрсе жапқан жоқ. Отын су болып қалды,
және олардың тығыздығы
Суық, бірақ аяз емес күні
(
үйді бӛлме температурасына дейін жылыту үшін,
пеште M1 = 20 кг құрғақ ағаш отын жағу қажет. Үйді тура сол бӛлме
температурасына дейін жылыту үшін, қанша су ағашты жағу қажеттігін
бағалаңдар? Судың меншікті булану жылуы
судың меншікті
жылу сыйымдылығы
, құрғақ отынның меншікті жану жылуы
.
Шешуі:
Үйге қандай да бір жылу мӛлшерін беру үшін(пешке, мұржа және т.б) және бір
мезгілде дымқыл ағаштың бойындағы суды буландыру үшін, құрғақ ағашқа
қарағанда дымқыл ағашты кӛбірек жағу қажет. Мұржадан түтін 100
0
C –тан
аздап асатындай температурада шығады. Қарапайым түсіндіру үшін даладағы
температураны 0
0
С деп алайық, ал шыққан түтіннің температурасын 100
0
С тең
болсын. Сонда
дымқыл ағаш жанған кезде
қызады және судың
Осы кезде массасы
құрғақ отын жанады.
Массасы m суды қыздыруға және буландыруға жұмсалатын жылу мӛлшері
Массасы
M
ағаш
отын
жанғанда
бӛлінетін
жылу
мӛлшері
. Осылайша, үйді жылытуға массасы m
0
=1кг
дымқыл
ағаш
жанған
кезде,
кететін
жылудың
мӛлшері
174
Яғни дымқыл ағаштың меншікті жану жылуы
.
Сондықтан
үйге от жағу үшін, M
1
=20кг құрғақ ағаш немесе
дымқыл ағаш қажет.
9. Шәй құмарлардың ойынша, кесеге құйылған қайнаған су бірнеше
секундтың ішінде байқалатындай суып үлгереді де, ол алынған шәйдің
сапасын бұзады екен. Олардың осы тұжырымын тексерейік. Кесе үстінен ӛте
ыстық судан бу кӛтеріледі. Кӛз мӛлшерімен бағалайтын будың кӛтерілу
жылдамдығы V = 0,1 м/с тең. Кесе бетінен кӛтерілетін барлық бу 100
0
С
температураға ие болады деп есептеп, судың булануы есебінен ӛте ыстық суы
бар кесенің салқындау жылдамдығын (бұл жылдамдық секундына градуспен
ӛлшенеді) бағалаңдар. Кеседегі судың массасы m = 200 г, су бетінің ауданы S
= 30 см
2
, судың меншікті булану жылуы
судың меншікті жылу
сыйымдылығы
, су буының 100
0
С температурадағы тығыздығы
Шешуі:
t уақыт аралығы ішінде шәй бетінен булану есебінен, кӛлемі
бу пайда
болады, бу массасы
. Оның пайда болуына жұмсалатын жылу
мӛлшері
бұл жылу шәйдан алынады да, оның салқындауын
туғызады.
Осыдан
шәйдің
салқындау
жылдамдығы
.
Осылайша, шәй екі секунд ішінде шамамен бір градусқа суыйды, яғни ӛте тез,
он секунд ӛткенде температура 95
0
С –қа тең, ал бұл енді қайнаған су емес. Олай
болса, ыстық шәй құмарлардың ойлары дұрыс.
.
10. Ұзындығы l = 1 м және ауданы S = 10 см
2
герметикалық цилиндрде
массасы M = 200 г жіңішке поршень орналасқан, ол цилиндр бойымен еркін
қозғала алады. Алғашқыда цилиндр осі горизонталь, ал поршень цилиндрдің
ортасында орналасқан. Поршеннің екі жағынан да атмосфералық қысымдағы
бірдей мӛлшерде m = 0,4г су және оның буы бар. Содан кейін цилиндрді
вертикаль қалыпқа аударады. а) егер цилиндрде толығымен T = 100
0
C
температура ұсталынып тұрса, осы кезде поршень қаншаға ығысады? б) егер m
= 0,8 г болса, жауап қалай ӛзгереді?
Шешуі:
атмосфералық қысымда және
температурадағы судың
қаныққан буының тығыздығы
Мұндағы μ = 18 г/моль –
судың
молярлық
массасы. Сондықтан бастапқы
жағдайда
кӛлемі
175
цилиндрде а ) жағдайдағы судың 0,8 г және б) жағдайында 1,6
г жалпы мӛлшерінің 0,58 г қаныққан буы орналасқан .
Цилиндрді вертикаль орналастырғаннан кейін цилиндрдің тӛменгі бӛлігінің
поршень астындағы бу конденсацияланады, ал жоғарғы бӛлігіндегі – буланады.
б) жағдайында, жоғарғы жақта су және оның қаныққан буы қалады, ал тӛмен
жағында барлық бу конденсацияланады. Осылайша, б) жағдайында поршень
цилиндрдің түбіне дейін түседі, және оның ығысуы 50 см – ді құрайды.
а) жағдайында цилиндрдің жоғарғы жағындағы барлық су буланып кетеді,
ондағы бу қаныққан күйге кӛшеді, ал оның қысымы
р
- атмосфералықтан тӛмен.
Цилиндрдің тӛменгі бӛлігінде будың бӛлігі конденсацияланғаннан кейін қысым
р
0
–ға тең болады. Цилиндрдің жоғарғы және тӛменгі бӛліктеріндегі
қысымдардың айырмасы ауырлық күші әсер ететін поршеннің тепе-теңдігін
қамтамасыз
етуі
қажет:
Осыдан,
Осы кезде поршеннен цилиндрдің жоғарғы жанына дейінгі қашықтық
яғни поршеннің ығысуы 19 см-ді құрайды.
11. Суды айдауға арналған электр аппараты Р қуатты тұтынады.
Дистилляцияланған сумен табан ауданы S және биіктігі h ыдысты толтыру
үшін, ПӘК-і 80
аппарат қанша уақыт жұмыс істеуі қажет? Су құбырынан су t
температурада келіп түседі. Меншікті булану жылуы L, меншікті жылу
сыйымдылығы с.
Су айдау үшін жұмсалатын жұмыс:
t
t
P
A
æ
,
- уақыт.
Пайдалы жұмыс суды қыздыруға және буландыруға қажетті жылу
мӛлшеріне тең.
c
Lm
t
cm
Q
A
ï
,
-судың
меншікті
жылу
сыйымдылығы.
Қондырғының ПӘК-і:
m
Lm
t
cm
Pt
A
A
A
A
n
æ
ò
n
,
8
.
0
;
8
.
0
%;
100
- судың массасы;
.
;
;
8
.
0
Sh
V
V
m
L
t
c
m
Pt
Сонда
;
8
.
0
;
L
t
c
Sh
Pt
Sh
m
осыдан уақытты ӛрнектейміз:
P
L
t
c
Sh
t
8
.
0
12. Пәтерде жалғыз электр приборы – есептелген (номинал)қуаты
220 В кернеуге есептелген шам қосылған. Егер номинал қуаты
электрокамин қосылса, шамдағы кернеу қаншаға ӛзгереді? Пәтерге
электр энергиясын жеткізетін сымдардың кедергісі
желідегі кернеу
электр приборларының температураға тәуелділігін ескермеңдер.
Достарыңызбен бөлісу: |