Задачки по физике

[densen1]

Добрый вечер уважаемые эксперты,
как вам кажется в правильном ли я направлении пытаюсь решить задачки?

2. Газ, начальная температура которого $300K$ сначала изохорно нагревается, пока его давление не повышается на $60%$, а потом изобарически охлаждается, пока его объем не уменьшается на $60%$. Найти конечную температуру газа.

Мне кажется можно записать систему уравнений для начального состояния системы и конечного

$pV=RT_1$ и $1,6p*0,4V=RT_2$
Подставляем в уравнение конечного состояния системы pV и получаем $T_2$. $T_2=1,6*0,4T_1$

12. При сварке электричеством, используется стабилизатор - катушка со стальным сердечником, соединенная последовательно с электрической дугой. Для чего нужен этот стабилизатор?
Мне кажется для того что бы поддержать напряжение заряда, возникающее в катушке электромагнитное поле этому способствует.

5. Два одинаковые шара по $4 kg$ каждый двигались друг против друга со скоростью $V_1=3 m/s$ и $V_2=8 m/s$ пока не столкнулись. Сколько кинетической энергии системы пойдет на деформацию? Удар центральный.

Тут думаю надо писать закон сохранения энергии.
$\frac 1 2(mV_1)$ + $\frac 1 2 (mV_2)$=$\frac 1 2 (mV_1_p)$ + $\frac 1 2 (mV_2_p)$ У того шара у кого больше кинетическая энергия ее разница и пойдет на деформацию?

4. Заряженный до $U = 500 V$ конденсатор соединен параллельно с незаряженным конденсатором, емкость которого $4 µФ$. Напряжение на обоих конденсаторах стало $100 V$. Какая емкость первого конденсатора?
Мне как то странно условие этой задачи, ведь при параллельном соединении конденсаторов напряжение $U$ должно быть на обоих одинаковым.

[ewert]

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

5. Два одинаковые шара по $4 kg$ каждый двигались друг против друга со скоростью $V_1=3 m/s$ и $V_2=8 m/s$ пока не столкнулись. Сколько кинетической энергии системы пойдет на деформацию? Удар центральный.

Нисколько. Или сколько угодно -- в пределах суммарной энергии. Вопрос -- откровенно бессмысленен. Аффтаров следует расстрелять. Ну или Вас -- если это Вы тот вопрос переврали.

[meduza]

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

Мне как то странно условие этой задачи, ведь при параллельном соединении конденсаторов напряжение должно быть на обоих одинаковым.

Оно и будет одинаковым, но только уже не таким, как было вначале на одном из них. Для решения задачи нужно вспомнить, что такое ёмкость (по определению), как определить ёмкость параллельно соединённых конденсаторов и что заряд при этом соединении только перераспределяется между конденсаторами.

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

12. При сварке электричеством, используется стабилизатор - катушка со стальным сердечником, соединенная последовательно с электрической дугой. Для чего нужен этот стабилизатор?

Вспомни про самоиндукцию -- катушка индуктивности всегда противится изменению тока, а значит для чего её можно применить?

[densen1]

meduza в сообщении #274706 писал(а):

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

Мне как то странно условие этой задачи, ведь при параллельном соединении конденсаторов напряжение должно быть на обоих одинаковым.

Оно и будет одинаковым, но только уже не таким, как было вначале на одном из них. Для решения задачи нужно вспомнить, что такое ёмкость (по определению), как определить ёмкость параллельно соединённых конденсаторов и что заряд при этом соединении только перераспределяется между конденсаторами.

Спасибо.
Выходит что при параллельном соединении $C=C_1+C_2$ по определению емкости конденсатора общая емкость при параллельном соединении конденсаторов $C=\frac q U$. А поскольку заряд при таком соединеннии перераспределяется между конденсаторами то вначале мы имели суммарный заряд $q=C_1*U$. Тогда выражение для параллельно соединенных конденсаторов записываем так
$\frac 1 U_1_2 * C_1*U=C_1+C_2$
Отсюда выражаем $C_1$
$C_1=\frac C_2 (1-\frac U U_1_2)$

meduza в сообщении #274706 писал(а):

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

12. При сварке электричеством, используется стабилизатор - катушка со стальным сердечником, соединенная последовательно с электрической дугой. Для чего нужен этот стабилизатор?

Вспомни про самоиндукцию -- катушка индуктивности всегда противится изменению тока, а значит для чего её можно применить?

При электросварке происходящее короткое замыкание дугового промежутка приводит к кратковременным падениям напряжения и скачкам сва­рочного тока. В сварочной дуге происходит нелинейное распределение темпе­ратуры и падение напряжения, зависящих от силы тока. Для стабильности процесса горения дуги можно использовать катушку индуктивности из-за явления самоиндукции которое способствует быстрому восстановлению тока и напряже­ния. При самоиндукции возникает ЭДС самоиндукции в контуре при изменении силы электрического тока, идущего по этому контуру (изменение тока в цепи приводит к изменению магнитного поля, а изменяющееся магнитное поле приводит к появлению вихревого электрического поля, вследствие чего появляется ЭДС индукции в той же самой цепи). Так как ЭДС противодействует изменению тока в цепи, то он не может изменяться мгновенно (механический аналог этого явления - инертность)

[densen1]

ewert в сообщении #274561 писал(а):

densen1 в сообщении #274547 писал(а):

5. Два одинаковые шара по $4 kg$ каждый двигались друг против друга со скоростью $V_1=3 m/s$ и $V_2=8 m/s$ пока не столкнулись. Сколько кинетической энергии системы пойдет на деформацию? Удар центральный.

Нисколько. Или сколько угодно -- в пределах суммарной энергии. Вопрос -- откровенно бессмысленен. Аффтаров следует расстрелять. Ну или Вас -- если это Вы тот вопрос переврали.

Условие именно такое. Не будет ли тут так?
Надо рассмотреть случай упругого и неупругого удара:
1. Упругий удар- шары после удара двигаются в разные стороны только теперь уже $m_1=8 m/s$, а $m_2=3 m/s$. Разница кинетических энергий равна 0.
2. В случае неупругого удара, шары будут двигаться в одну сторону, конечный общий импульс системы по закону сохранения будет $m_2*V_2-m_1*V_1$, а масса $m_1+m_2$. Тогда можно будет рассчитать конечную скорость:
$V_k = \frac {m_2*V_2-m_1*V_1} {m_1+m_2} = 2,5 m/s$
А зная скорость обсчитываем конечную кинетическую энергию системы
$E_k_k=\frac {(m_1+m_2)*V_k^2} {2} =25J$
Часть кинетической энергии идущей на деформацию найдем отняв от начальной кинетической энергии системы $E_k_n=\frac {m_1*V_1^2} {2} + \frac {m_2*V_2^2} {2}=146J$ конечную. Правильно ли я рассчитал?

[meduza]

densen1 в сообщении #275320 писал(а):

Надо рассмотреть случай упругого и неупругого удара:

Это два крайних случая. Реалии будут посредине. Кроме того, не факт, что вся "потерянная" энергия уйдет на деформацию -- часть пойдёт на тепло и т.д.

[PapaKarlo]

densen1 в сообщении #275320 писал(а):

Условие именно такое. Не будет ли тут так?

Не будет. Дело в том, что абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары - это явления, однозначно описываемые своими определениями:

1) при абсолютно упругом ударе не происходит превращения энергии механического движения во внутреннюю;
2) после абсолютно неупругого (центрального) удара оба тела приобретают одинаковую скорость.

И происходит либо удар только одного из этих видов, либо нечто промежуточное - но не и то, и другое одновременно.

Однако энергия деформации здесь вообще ни при чем. Деформация происходит и в том, и в другом случае, просто в первом случае она обратима (упругая деформация), во втором случае - необратима, однако вполне возможно нагревание тел, т.е. часть кинетической энергии переходит во внутреннюю, а механизм этого перехода - деформация.

Случай упругой деформации требует рассмотрения упругих свойств тел, которые в задаче никак не заданы; более того, вряд ли детальное рассмотрение деформации предполагалось составителем задачи. Какая именно часть кинетической энергии превращается в энергию деформации во время удара, просто так определить нельзя. В этом и заключается идея применения законов сохранения для решения подобных задач - не рассматривая подробно промежуточные стадии процесса, получить правильные значения скоростей после завершения процесса.

Случай неупругой деформации еще более сложен. В любом случае - это задача сопромата.

Поэтому полностью (почти полностью - расстрел слишком уж жесток; я бы предложил сварить в кипящем масле ) прав ewert - задача некорректна уже в своей формулировке.

То, что Вы рассчитали для неупругого удара, есть потеря механической энергии именно в случае абсолютно неупругого удара, каковой совершенно не оговорен в условии.

densen1 в сообщении #275038 писал(а):

Выходит что при параллельном соединении $C=C_1+C_2$ по определению емкости конденсатора общая емкость при параллельном соединении конденсаторов $C=\frac q U$. А поскольку заряд при таком соединеннии перераспределяется между конденсаторами то вначале мы имели суммарный заряд $q=C_1*U$. Тогда выражение для параллельно соединенных конденсаторов записываем так
$\frac 1 U_1_2 * C_1*U=C_1+C_2$
Отсюда выражаем $C_1$
$C_1=\frac C_2 (1-\frac U U_1_2)$

По-моему, в математике у Вас ошибка (емкость не должна быть отрицательной), тем более, что Вам надо выразить $C_1$ через $C_2$, а не через $C_1+C_2$. Решение получается очень просто из следующих соображений:

1) закон сохранения заряда
2) определение понятия "емкость" (связь его с зарядом и напряжением)
3) равенство напряжений на конденсаторах в установившемся режиме (при неравных напряжениях течет ток, т.е. процесс перераспредения заряда не закончен).

$C_1=\frac{C_2}{\left(\frac{U}{U_1}-1\right)}=1\mu F$

Напишите соответствующие уравнения, все легко получится. А выражение для эквивалентной емкости при параллельном соединении получается автоматически из указанных соображений. Его можно привлекать для решения, но это выражение само по себе вторично и необязательно.