Решите лёгкую задачу. Двигатель при работе отдаёт в потери 75КДж энергии, в то время, как на рабочий процесс затрачивается 15КДж энергии. Определить КПД.
Теория: рассмотрим изменение импульсов тел при их взаимодействии друг с другом. если два или несколько тел взаимодействуют только между собой (то есть не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему. импульс, равный векторной сумме импульсов тел, входящих в замкнутую систему, называется суммарным импульсом этой системы. таким образом, чтобы найти суммарный импульс замкнутой системы n тел, необходимо найти векторную сумму импульсов всех тел, входящих в данную систему:
pсум−→−−=p1−→+p2−→++pn−→.
импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом. векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел. в этом заключается закон сохранения импульса, который называют также законом сохранения количества движения. закон сохранения импульса впервые был сформулирован р. декартом. в одном из своих писем он написал: «я принимаю, что во вселенной, во всей созданной материи есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».
рассмотрим систему, состоящую только из двух тел — шаров массами m1 и m2, которые движутся прямолинейно навстречу друг другу со скоростями v1 и v2. шары импульсами p1−→=m1v1−→ и p2−→=m2v2−→ соответственно.
до соударения.png
через некоторое время шары столкнутся. во время столкновения, длящегося в течение короткого промежутка времени t, возникнут силы взаимодействия f1−→ и f2−→, приложенные соответственно к первому и второму шару. в результате действия этих сил скорости шаров изменятся. обозначим скорости шаров после соударения v1′ и v2′. и импульсы шаров станут p1−→′=m1v1−→′ и p2−→′=m2v2−→′ соответственно.
после соударения.png
тогда, согласно закону сохранения импульса, имеют место равенства: p1−→+p2−→=p1−→′+p2−→′ или m1v1−→+m2v2−→=m1v1−→′+m2v2−→′. данные равенства являются записью закона сохранения импульса.
закон сохранения импульса выполняется и в том случае, если на тела системы действуют внешние силы, векторная сумма которых равна нулю. таким образом, более точно закон сохранения импульса формулируется так: векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы — величина постоянная, если внешние силы, действующие на неё, отсутствуют, или же их векторная сумма равна нулю. импульс системы тел может измениться только в результате действия на систему внешних сил. и тогда закон сохранения импульса действовать не будет. пример: при стрельбе из пушки возникает отдача: снаряд летит вперёд, а само орудие откатывается назад. почему?
рисунок3.png
снаряд и пушка — замкнутая система, в которой действует закон сохранения импульса. в результате выстрела из пушки импульс самой пушки и импульс снаряда изменятся. но сумма импульсов пушки и находящегося в ней снаряда до выстрела останется равной сумме импульсов откатывающейся пушки и летящего снаряда после выстрела. в природе замкнутых систем не существует. но если время действия внешних сил мало, например, во время взрыва, выстрела и т.п., то в этом случае воздействием внешних сил на систему пренебрегают, а саму систему рассматривают как замкнутую. кроме того, если на систему действуют внешние силы, но сумма их проекций на одну из координатных осей равна нулю (то есть силы уравновешены в направлении этой оси), то в этом направлении закон сохранения импульса выполняется.
великий учёный исаак ньютон изобрёл наглядную демонстрацию закона сохранения импульса — маятник, или её ещё называют «колыбель». это устройство представляет собой конструкцию из пяти одинаковых металлических шаров, каждый из которых крепится с двух тросов к каркасу, а тот в свою очередь — к прочному основанию п-образной формы.
при чистом изгибе в поперечном сечении возникают два внутренних силовых фактора:
изгибающий момент, численно равный сумме моментов всех сил, приложенных к отбрасываемой части , относительно главной центральной оси, проходящей через центр тяжести рассматриваемого сечения (в рассмотренном нами случае изгибающий момент равен: изображение внутренние усилия изгиб сопромат);
поперечная сила, численно равная сумме всех внешних сил (активных и реактивных), действующих на отбрасываемую часть (в нашем случае поперечная сила равна: изображение внутренние усилия изгиб сопромат).
рассмотрим изменение импульсов тел при их взаимодействии друг с другом.
если два или несколько тел взаимодействуют только между собой (то есть не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему.
импульс, равный векторной сумме импульсов тел, входящих в замкнутую систему, называется суммарным импульсом этой системы.
таким образом, чтобы найти суммарный импульс замкнутой системы n тел, необходимо найти векторную сумму импульсов всех тел, входящих в данную систему:
pсум−→−−=p1−→+p2−→++pn−→.
импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.
векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.
в этом заключается закон сохранения импульса, который называют также законом сохранения количества движения.
закон сохранения импульса впервые был сформулирован р. декартом. в одном из своих писем он написал:
«я принимаю, что во вселенной, во всей созданной материи есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».
рассмотрим систему, состоящую только из двух тел — шаров массами m1 и m2, которые движутся прямолинейно навстречу друг другу со скоростями v1 и v2. шары импульсами p1−→=m1v1−→ и p2−→=m2v2−→ соответственно.
до соударения.png
через некоторое время шары столкнутся. во время столкновения, длящегося в течение короткого промежутка времени t, возникнут силы взаимодействия f1−→ и f2−→, приложенные соответственно к первому и второму шару. в результате действия этих сил скорости шаров изменятся. обозначим скорости шаров после соударения v1′ и v2′. и импульсы шаров станут p1−→′=m1v1−→′ и p2−→′=m2v2−→′ соответственно.
после соударения.png
тогда, согласно закону сохранения импульса, имеют место равенства:
p1−→+p2−→=p1−→′+p2−→′
или
m1v1−→+m2v2−→=m1v1−→′+m2v2−→′.
данные равенства являются записью закона сохранения импульса.
закон сохранения импульса выполняется и в том случае, если на тела системы действуют внешние силы, векторная сумма которых равна нулю.
таким образом, более точно закон сохранения импульса формулируется так:
векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы — величина постоянная, если внешние силы, действующие на неё, отсутствуют, или же их векторная сумма равна нулю.
импульс системы тел может измениться только в результате действия на систему внешних сил. и тогда закон сохранения импульса действовать не будет.
пример:
при стрельбе из пушки возникает отдача: снаряд летит вперёд, а само орудие откатывается назад. почему?
рисунок3.png
снаряд и пушка — замкнутая система, в которой действует закон сохранения импульса. в результате выстрела из пушки импульс самой пушки и импульс снаряда изменятся. но сумма импульсов пушки и находящегося в ней снаряда до выстрела останется равной сумме импульсов откатывающейся пушки и летящего снаряда после выстрела.
в природе замкнутых систем не существует. но если время действия внешних сил мало, например, во время взрыва, выстрела и т.п., то в этом случае воздействием внешних сил на систему пренебрегают, а саму систему рассматривают как замкнутую.
кроме того, если на систему действуют внешние силы, но сумма их проекций на одну из координатных осей равна нулю (то есть силы уравновешены в направлении этой оси), то в этом направлении закон сохранения импульса выполняется.
великий учёный исаак ньютон изобрёл наглядную демонстрацию закона сохранения импульса — маятник, или её ещё называют «колыбель». это устройство представляет собой конструкцию из пяти одинаковых металлических шаров, каждый из которых крепится с двух тросов к каркасу, а тот в свою очередь — к прочному основанию п-образной формы.
ответ:
при чистом изгибе в поперечном сечении возникают два внутренних силовых фактора:
изгибающий момент, численно равный сумме моментов всех сил, приложенных к отбрасываемой части , относительно главной центральной оси, проходящей через центр тяжести рассматриваемого сечения (в рассмотренном нами случае изгибающий момент равен: изображение внутренние усилия изгиб сопромат);
поперечная сила, численно равная сумме всех внешних сил (активных и реактивных), действующих на отбрасываемую часть (в нашем случае поперечная сила равна: изображение внутренние усилия изгиб сопромат).
объяснение: