Домашние задания: Физика

Помогите решить задачу по физике 11 класс

Для разгона тележки массой4 кг по двум горизонтальным прямолинейным толстым металлическим рельсам используется следующий механизм. Колеса тележки непроводящие, но между ними помещена проводящая планка, контактирующая с обоими рельсами (и изолированная от остальных частей тележки). Распределение масс в тележке таково, что сила давления планки на рельсы постоянна и равна 25% от веса тележки. Коэффициент трения между планкой и рельсами равен 0,8 . К концам рельс подключают аккумулятор с ЭДС 98 В, а в пространстве между ними создано вертикальное магнитное поле (направление выбрано так, чтобы тележка уезжала от аккумулятора) с индукцией 8 Тл. Длина планки 0,5 м, ее сопротивление (включающее сопротивление контактов) 30 Ом намного больше внутреннего сопротивления источника и сопротивления участков рельс, по которым проезжает тележка в ходе разгона. Ускорение свободного падения при выполнении данного задания считать равным 10 м/с2. Сопротивлением воздуха и трением качения пренебречь. До какой максимальной возможной скорости может разогнаться тележка, если рельсы очень длинные? Ответ запишите в м/с, с точностью до десятых, без указания единиц измерения.
**ulan** Kanazarov**
**ulan** Kanazarov**
201
Для разгона тележки массой m = 4 кг …. Распределение масс в тележке таково, что сила f давления планки на рельсы постоянна и равна 25% от веса тележки: f = 0.25*mg. Коэффициент трения между планкой и рельсами равен k = 0,8 . К концам рельс подключают аккумулятор с ЭДС 98 В, а в пространстве между ними создано вертикальное магнитное поле (направление выбрано так, чтобы тележка уезжала от аккумулятора) с индукцией B = 8 Тл. Длина планки L = 0,5 м, ее сопротивление (включающее сопротивление контактов) R = 30 Ом …. До какой максимальной возможной скорости может разогнаться тележка, если рельсы очень длинные?

Решение:
Ток в планке: J = ЭДС/R = 98/30 A.
Сила Ампера (движущая сила тележки): F = B*J*L = 8*(98/30)*0.5 = 13,07 H. (Картинка 1)
Сила трения планки о рельсы (сила сопротивления движению: f(тр) = f*k = 0.25mg*0.8 = 0.25*4*10*0.8 = 8 Н.
Fэф = F – f(тр) = 13.1 – 8.0 = 5.1 Н. — Эффективная движущая сила.
Появившееся движение создаёт (по закону Ленца) противоположную ЭДС:.
Эта «Препятствующая» ЭДС = Е° (Картинка 2): E° = v*L*B. Отсюда находим предельную скорость тележки так: J° = Е°/R = v*L*B/R; ==> это соответствует силе:
F° = B*J°L = B*(v*L*B/R)*L = Fэф. ==> 5.1 = v*B^2*L^2/R ==> v = 5.1/(B^2*L^2/R) = 5.1/(8^2*0.5^2/30) = 9.6 м/с.
ОТВЕТ: v = 9,6 м/с.

Наталія Мусіч
Наталія Мусіч
52 819
Лучший ответ