В-2 Равноускоренное движение

В-1 Гальванопластика

Только в 40-х годах XIX века выяснилось, что применение гальванических батарей в качестве источника тока для электродвигателей экономически не выдерживает конкуренции с использованием паровой машины. Дороговизна батарей и эксплуатационные расходы быстро возрастали с размерами и мощностью батарей и электродвигателей. Это обстоятельство превратилось вскоре в непреодолимое препятствие и к 60-м годам полностью затормозило развитие и применение электродвигателей.

Более существенным и жизнеспособным практическим выходом из сочетания физических и химических исследований в области гальванизма

явилось в ту эпоху изобретение «гальванопластики» (т.е. изготовление посредством гальванического тока металлических изделий по образцам)* и «гальваностегии» (т.е. нанесение металлических покрытий посредством гальванического тока). Вначале Даниель заметил, что слой отлагающейся меди может быть снят целиком, причем получается слепок всех особенностей рельефа электрода. Это наблюдение подтвердил в 1836 г. и де ля Рив. Но они не сделали никаких практических выводов из этого факта.

Впервые в феврале 1837 г. Б.С. Якоби воспроизвел этим способом медную монету и предложил готовить посредством гальванопластики точные клише для печатания денег и других государственных бумаг. Предложение Б.С. Якоби было вскоре внедрено в практику экспедиции заготовления государственных бумаг в Петербурге. Изобретателю был выдан патент на гальванопластику. Б.С. Якоби получил денежное вознаграждение, а изобретение было с его согласия приобретено русским правительством «для всеобщего обнародования на пользу всей империи, а если угодно, то для пользы всего света». Первоначально источником тока для гальванопластики служили батареи типа Даниеля, причем Якоби придал компактную форму устройству, служившему для генерирования электрического тока и гальванического осаждения меди. Гальванопластика, в частности, в значительной степени способствовала расширению выпуска иллюстрированных книг, удешевив изготовление типографических клише.

16. Метод гальванопластики относится, скорее, к

1) механическим явлениям

2) тепловым явлениям

3) электрохимическим явлениям

4) световым явлениям

17. Для метода гальванопластики используется

1) постоянный ток

2) переменный ток

3) и постоянный, и переменный ток в зависимости от стадии процесса

4) на основании отрывка текста сказать что-либо определенное нельзя

18. Назовите транспортное средство, для которого в условиях XIX века применение громоздких гальванических батарей и электродвигателей было оправданно (по сравнению с паровой машиной).

1) корабль

2) локомотив

3) подводная лодка

4) самолёт

В-2 Равноускоренное движение

Равноускоренным называют движение с постоянным ускорением. Про­стейшим примером такого движения является свободное падение тел, изучением которых занимался ещё Галилео Галилей. Скорость движения при этом не остаётся постоянной: в общем случае она меняется и по модулю, и по направлению. Описание данного движения значительно сложнее по сравнению с равномерным прямолинейным. Действия с числами здесь заменяют на действия с векторами, так как векторы содержат в себе информацию о направлении величин, характеризующих движение (скорости, ускорений, перемещений). Ускорение при равноускоренном движении показывает, насколько изменяется скорость тела за каждую секунду движения:

где v_o — начальная скорость тела, a v_t — скорость того же тела спустя некоторое время t.

Ускорение показывает изменение скорости за единицу времени. Из определения ускорения следует, что мгновенная скорость тела при ускоренном движении изменяется с течением времени по линейному закону:

Эта формула позволяет по начальной скорости и ускорению тела вычислить его скорость в любой момент времени t. Между тем основная задача механики заключается в определении того, где будет находиться тело спустя заданное время. Для её решения необходимо знать перемещение, совершённое телом за это время. Перемещение можно найти, умножив среднюю скорость на время движения:

При равноускоренном движении средняя скорость равна полусумме начальной и конечной скоростей движения:

Поэтому:

Окончательно получим:

Действия с векторами отличаются от действий с числами, поэтому никакие числовые значения перемещения, скорости и ускорения в такие уравнения подставлять нельзя. Между тем любые расчёты требуют проведений операций именно с числами. Чтобы это стало возможным, необходимо от векторного способа описания движения перейти к координатному. Если движение является прямолинейным, то для его описания достаточно одного уравнения в проекциях на ось ОХ.

При координатном описании движения координата тела будет равна: х = х₀ + v_oх t+ а_хt²/2.

16. При равноускоренном движении скорость тела

1) не меняется

2) меняется линейно

3) меняется квадратично

4) меняется произвольным образом

17. Начальная скорость тела равна 1 м/с. Тело совершает равноускоренное прямолинейное движение с ускорением 0,5 м/с². Найдите среднюю скорость тела за 10 с.

1) 3м/с

2) 3,5 м/с

3) 5м/с

4) 6 м/с

18. Тело движется равнозамедленно в положительном направление оси ОХ. Начальная скорость тела 10 м/с. Если оно останавливается через 5 с, проекция его ускорения на ось ОХ равна

1) 2м/с²

2) -2 м/с²

3) 0,3 м/с²

4) -0,3 м/с²

В-3 Сила упругости

Вблизи поверхности Земли на любое тело действует сила тяжести, но большинство окружающих нас тел не падает с ускорением, а находится в состоянии покоя. Неподвижно лежит книга на столе, неподвижно стоящем на полу. Если книга на столе лежит неподвижно, то это значит, что, кроме силы тяжести, на нее действуют и другие силы, и равнодействующая всех сил равна нулю. Что же это за силы и как они возникают?

Проведем такой опыт. Положим стальную линейку на лапки штативов так, чтобы она лежала горизонтально. Напротив середины стальной линейки поставим демонстрационную линейку и отметим на ее шкале начальное положение стальной линейки. Поставим на середину стальной линейки или подвесим к ней небольшую гирю. Мы увидим, что линейка несколько прогнулась. Неподвижность гири свидетельствует о том, что сила тяжести, действующая на нее со стороны Земли, уравновешена равной ей по модулю и противоположно направленной силой, возникающей при деформации линейки. Силу, возникающую в результате деформации тела и направленную в сторону, противоположную перемещению частиц тела при деформации, называют силой упругости.

Все твердые тела под действием внешних сил способны деформироваться, то есть менять свою форму или объем. При попытке деформировать такие тела в них возникают силы упругости, исчезающие при прекращении деформации. Таким образом, упругие силы возникают всегда при попытке изменить объем или форму твердого тела. Существует много разных видов упругих деформации, однако оказывается, что любую (даже очень сложную) упругую деформацию можно свести к совокупности простых деформаций: растяжению (или сжатию) или сдвигу. При любой деформации в теле возникают упругие силы. При малых деформациях тел существует очень простая связь между деформацией и силой упругости. Эту связь экспериментально установил английский физик Роберт Гук (1635 — 1703). Закон Гука для упругой деформации растяжения:

где ∆l — абсолютное удлинение. Коэффициент пропорциональности k называют жесткостью упругого тела. Именно жесткостью отличаются друг от друга упругие тела. Жесткость тела зависит от формы и размеров тела, а также от материала, из которого оно изготовлено. Жесткость в СИ выражается в ньютонах на метр (Н/м). Знак минус в формуле показывает, что сила упругости направлена в сторону, противоположную деформации. Закон Гука хорошо выполняется только при малых деформациях. При больших деформациях нарушается прямая пропорциональность меж­ду изменением длины и приложенной силой, а при больших деформациях тело разрушается.

16. Что означает знак минус в математическом выражении закона Гука?

1) сила упругости направлена противоположно силе тяжести

2) сила упругости направлена противоположно силе Архимеда

3) сила упругости направлена противоположно силе трения

4) сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела при деформации

17. Каково удлинение буксировочного троса жесткостью 100 кН/м при буксировке автомобиля массой 1 т с ускорением 0,5 м/с²?

1) 5мм

2) 10 мм

3) 50мм

4) 100 мм

18. На рисунке 36 представлены графики зависимости удлинения проволок, изготовленных из разных материалов, от величины деформирующей силы. Как соотносятся жесткости проволок?

1) жесткость второго тела в 2 раза больше

2) жесткость второго тела в 2 раза меньше

3) жесткость второго тела в 4 раза больше

4) жесткость второго тела в 4 раза меньше