Fizika - pomoć pri rešavanju zadataka (obavezno pročitati uputstva u prvom postu)

Sila koja se javlja usled površinskog napona je data sa:
F=l*γ

Pri tom je γ konstanta vezana za sredinu, a l-dužina kontaktnog sloja sredina, tj. dužina granice između njih, odnosno ovde između birete i same kapi. Dakle sila površinskog napona je direktno proporcionalna toj dužini.

Dužina sloja u kojem se dodiruju bireta i kapljica jednak je obimu birete, čiji je odgovarajući presek kružnog oblika, pa je otuda ta dužina jednaka obimu kruga, čiji je prečnik jednak d.
 
ja i dalje mislim da sam ja u pravu! jedna komponenta ima pravac magnetne indukcije, a druga komponenta je NORMALNA na linije polja i ona izaziva onaj dio rotacionog kretanja, dok druga komponenta izaziva translatorno kretanje koje je ravnomjerno. Ti si napisao: ,,Brzina kao vektor se razlaže na dve komponente, jedna u pravcu magnetne indukcije a druga paralelno sa njom." a ja kazem da je normalno sa njom.... Kapiras??

Ma pogrešio sam. U pravu si da je jedna paralelna a druga normalna na magnetnu indukciju, jer čitav dalji tekst ukazuje na to. Dobro je da te nisam zbunio.
Pozdrav.
 
Dve male jednake kuglice obesene su o dugacke neprovodne niti iz jedne zajednicke tacke. Kuglice se nalaze u vazduhu.
One su istoimeno nelektisane i nose istu količinu nalekstisanja usled cega su se udaljile na medjusobono rastojenje od 5 cm.
Na koje novo rastojanje ce doci kuglica ako se razelektrise jedna od njih? Uzeti da je duzina niti l mogo veca u odnosu da rastojanje izmedju kuglica.
Resenje je: 3,15 cm


Ja zaključujem da ovde nedostaje neki podatak, ali možda grešim. Razuverite me :)
 
Pre rešavanja samog zadataka treba dobro proučiti njegove teorijske osnove. U tom smislu i ovde, pre nego što počneš da razmatraš formule obrati pažnju na to šta se teorijski dešava, pa tek onda pokušavaj da zaključiš da li je dato dovoljno podataka.

Dakle, ovde imaš dve kuglice koje su u pojlu Zemljine teže, u vazduhu obešene o zajedničku tačku pomoću neistegljivih niti. Na obe kuglice će prema tome delovati iste sile, elektrostatička (koja je odbojna ovde, jer su naelektrisanja istog znaka), sila Zemljine teže, kao i sila zatezanja niti. U određenom položaju te niti (gde je ista otklonjena za neki ugao u odnosu na vertikalu) obe kuglice će biti u ravnoteži, odnosno vektorski zbir sila koje deluje na svaku od njih će biti jednak nuli.

Pošto jednu od njih razelektrišemo, prestaje dejstvo elektrostatičke sile između te dve kuglice (da bi ono postojalo obe moraju biti naelektrisane, sledi iz Kulonovog zakona, stavi da je jedno od naelektrisanja nula). Šta to znači? Znači da će ravnoteža biti narušena. Zbir sila koje deluju na kuglice više nije nula, pa će one morati da se kreću pod uticajem rezultantne sile. Dalje kretanje možemo da zamislimo kao kod matematičkog klatna, s tim što ovde neće biti oscilacija, jer će kuglice, pošto obe najpre krenu ka ravnotežnom položaju (u smislu kakav on ima kod matematičkog klatna) u njemu naći u istom trenutku (budući da su u odnosu na isti u početnom trenutku bili simetrično postavljeni). Ovo ipak nije toliko bitno koliko sama činjenica da će se kuglice sresti. A šta će se desiti kada se sretnu naelektirsana kuglica i ona koja to nije pri čemu su im dimenzije iste? Naelektrisanje će se ravnomerno rasporediti između njih, tj. nakon kontakta obe kuglice će biti jednako naelektrisane naelektrisanjem q/2 ako je početno bilo q (sledi iz zakona održanja naelektrisanja). Pošto su im naelektrisanja istog znaka, između njih će se uspostaviti elektrostatička odbojna sila koja će ih onda dovesti do izvesnog rastojanja u kojem će ponovo biti uspostvaljena ravnoteža. Ipak to nije onaj položaj u kojem su kuglice bile pre nego što je jedna razelektrisana, jer je sada naelektrisanje kuglica drugačije (duplo manje), pa je drugačija i vrednost elektrostatičke sile koja deluje između njih, pa se ravnoteža svih sila uspostavlja u jednom drugom položaju.

Toliko o teorijskom smislu zadatka. Što se računskog dela tiče, mogao bih da ga pojednostavim trigonometrijom, ali kako nisam siguran da li ti je i koliko dobro poznata, pokušaću naprotiv da je izbegnem i zadatak rešim koristeći se, pored fizičkog dela, elelementima sličnosti.

Iz sličnosti odgovarajućih trouglova:
F[SUB]e[/SUB]/mg = (r/2) /h,
gde je r-rastojanje između kuglica u početnom trenutku, a h preostala kateta u pravouglom trouglu koji pored nje čine dužina niti l i r/2.

F[SUB]e[/SUB] se lako nalazi iz Kulonovog zakona:
F[SUB]e[/SUB]=kq[SUP]2[/SUP]/r[SUP]2[/SUP]

Pri tom je q-početno naelektrisanje kuglica, a k konstanta k=1/(4*pi*epsilon), ovde taj detalj nije bitan, pošto se k u nastavku krati.

Kada se to ubaci u uslov ravnoteže dobija se:
kq[SUP]2[/SUP]/r[SUP]2[/SUP]/mg = r/ (2h)

U dobrom zadatku (a u takve bi se i ovaj mogao svrstati) svaki podatak se navodi sa razlogom. Tako i činjenica da je dužina niti daleko veća od rastojanja između kuglica nije pomenuta tek tako. U trouglu koji formiraju r/2, l i h, pošto važi r/2<<l, sledi da je l=h (pribilžno). Drugim rečima otkolon kuglica je jako mali, pa takva aproksimacija ima smisla. U slučaju da poznaješ trigonometriju, ta jednakost proističe iz činjenice da je za male uglove x, cos x= 1 (približno).

Odnosno, kada se pomenute jednakosti kombinuju r[SUP]3[/SUP]=2klq[SUP]2[/SUP]/mg

Sličan uslov ravnoteže važi i na kraju, samo što je naelektrisanje kuglice tada duplo manje i iznosi q/2.

Prema tome:
r[SUB]1[/SUB][SUP]3[/SUP]=2kl(q/2)[SUP]2[/SUP]/mg

Deobom ove i jednakosti r[SUP]3[/SUP]=2klq[SUP]2[/SUP]/mg dobijamo:
(r/r[SUB]1[/SUB])[SUP]3[/SUP]=4, odakle je:

r[SUB]1[/SUB]=r/(treći koren iz četiri)

Zamenom r=5 cm dobija se približno 3,15 cm.
 
Poslednja izmena:
Pošto je tema manje aktivna, a fizika svakako nešto što može da bude zanimljivo, predlažem da zainteresovani nastave diskusiju u vezi ovog zadatka.

Evo par pitanja vezanih za isti:
1)Da li je otklon niti bio veći pre nego što je kuglica razelektrisana ili nakon toga pošto je ponovo uspostavljena ravnoteža?
2)U kom od ta dva položaja je veća sila zatezanja niti?
3)Ukolko kuglice ne bi bile istih dimenzija, šta bi se desilo?
4)Da li sredina u kojoj su kuglice utiče na rezultat?
5)Šta bi se desilo ako bismo razelektrisali obe kuglice?
 
Pošto je tema manje aktivna, a fizika svakako nešto što može da bude zanimljivo, predlažem da zainteresovani nastave diskusiju u vezi ovog zadatka.

Evo par pitanja vezanih za isti:
1)Da li je otklon niti bio veći pre nego što je kuglica razelektrisana ili nakon toga pošto je ponovo uspostavljena ravnoteža?
2)U kom od ta dva položaja je veća sila zatezanja niti?
3)Ukolko kuglice ne bi bile istih dimenzija, šta bi se desilo?
4)Da li sredina u kojoj su kuglice utiče na rezultat?
5)Šta bi se desilo ako bismo razelektrisali obe kuglice?

1) Otkolon niti je veći pre razelektisanja (prvi položaj), jer je elektrostatička sila veća onda kada su naelekrtisanja veća.
Što je veća količina naeletrisanja kuglica, one će se jače odbijati, odnosno, udaljenost između kuglica biće veće.

2) U 1. položaju će biti veće zatezanje (F[SUB]z[/SUB]). Ovde je potrebna slika. Elektrostatička sila (F[SUB]e[/SUB]) veća je u prvom slučaju, jer su veće količine naeletrisanja kugica.
Dakle, da bi se uspostavila ravnoteža, mora biti suma svih sila po veritkali i horizontali jednaka nuli.
Na slici se vidi razlika. Razložila sam silu zatezanja, jer ona zahvata izvestan ugao.

1y4mf8.jpg


3) Gravitaciona sila koja deluje na kuglice bila bi veća, a samim tim i sila zatezanja.

4) Da, svakako! Da su kuglice bile u vodi, rezultat bi bio znatno manji.

5) Između njih više ne bi postojalo elektrostatičko polje, kao ni eletrostatička sila.
Kuglice bi se spojile kao i u onom momentu kada je jedna kuglica bila razelektrisana.
 
Poslednja izmena:
Morena_007, bravo!

Dopunio bih samo neke tvoje odgovore, iako je većina tačna.

1)Da, kao što se gornijm računom pokazalo u početku je rastojanje između kuglica bilo 5 cm, a na kraju 3,15 cm. Pošto se dužina niti ne menja sledi da se promenom tog rastojanja promenio ugao koji nit zaklapa sa vertikalom, pa je nagib manji u drugom slučaju.

2)Dovoljno je primetiti da u ravnotežnom položaju sila zatezanja ima isti intenzitet kao i rezultanta elektrostatičke sile i Zemljine teže.
T=sqrt(m[SUP]2[/SUP]g[SUP]2[/SUP]+F[SUB]e[/SUB][SUP]2[/SUP])

Pošto je u drugom slučaju F[SUB]e[/SUB] manje iz ove formule sledi da je i T manje za taj položaj.

3)Nisam baš mislio na to već kako bi se odigravao sav proces iz zadatka, a ne kako bi to uticalo na silu zatezanja niti. Pored toga, to što su dimenzije različite ne znači da su i mase, jer kuglice su možda od različitih materijala. Mislio sam na sam sudar. Naelektrisanja se ne bi ravnopravno rasporedila između kuglica ukoliko su im dimenzije različite. Naime pri sudaru su kuglice u kontaktu, pri čemu postoji razlika potencijala koja izaziva prelazak naelektrisanja sa naelektrisane na nenaelektrisanu kuglicu, pri čemu potencijal prve opada, druge raste. Razmena naelektrisanja prestaje u trenutku kada se ti potencijali izjednače. Ukoliko su kuglice istih dimenzija jednakost potencijala se svodi na jednakost naelektrisanja kuglica. Međutim kada to nije slučaj naelektrisanje se raspoređuje između kuglica u određenom odnosu, koji zavisi od njihovih poluprečnika, zapravo njihovog odnosa. Prema tome, kuglice tada ne bi bile jednako naelektrisane. Ostala razmatranja se u suštini svode na ona iz samog zadatka.

4) Tu sam očekivao da će neko reći ne iz prostog razloga što se prema postupku iz zadatka konstanta k koja je vezana za sredinu krati! Naime gore u zadatku zaista se dobija da rezultat ne zavisi od sredine, zbog čega bi se moglo lako zaključiti da bi isti bio i u vodi ili nekoj drugoj sredini. Ipak, to nije tako jer bi u nekoj drugoj sredini sila otpora kretanju kuglica bila daleko veća, dok se u vazduhu otpor sredine za potrebe zadatka može zanemariti zbog ne tako velike vrednosti. Međutim, u sredinama gde je otpor jako mali, odnosno zanemarljiv, zaista bi rezultat bio isti kao i taj. U vakuumu recimo, ovaj rezultat bi takođe važio.

5)Obe kuglice bi pre svega krenule na dole, dok se ne sudare. Pošto su im impulsi suprotno usmereni (i imaju isti intenzitet), a impuls ovog izolovanog sistema biva održan, sledi da će ukupan impuls u sistemu i nakon sudara biti jednak nuli. Ako je sudar elastičan kuglice će se odbiti u različitim smerovima, pri čemu će im intenziteti brzina u svakom trenutku biti jednaki. Pri tom mora biti održan i zakon održanja energije, pa te brzine ne mogu biti proizvoljne. Ako je sudar neelastičan, onda će kuglice da se spoje u jednu celinu. Pošto pri tom njihov impuls iznosi nula, sledi da je to i vrednost brzine koju ta celina ima. Postavlja se pitanje, šta se desilo sa energijom koju su kuglice najpre imale (jasno da im je kinetička energija nula ako se ne kreću)? Ta energija je recimo mogla da se pretvori u toplotu.
 
Poslednja izmena:
U matematici da, u fizici ne. I jedno i drugo je 0,5. Apsolutna greška se zaokružuje na veću vrednost.

Dakle 0,41 se zaokružuje na 0,5.

siguran? ja, koliko god da sam visio u laboratorijama na fakultetu nikad nismo namerno unosili grešku od 0,9 da bi ispoštovali tako nešto. U proračunima još manje. Druga stvar je kad imaš instrument sa skalom preciznosti 0,1... Pa iako tvoje oči vide nešto između 0,4 i 0,5 ti pišeš ili jednu ili drugu vrednost, a obično ovu veću.
 
siguran? ja, koliko god da sam visio u laboratorijama na fakultetu nikad nismo namerno unosili grešku od 0,9 da bi ispoštovali tako nešto. U proračunima još manje. Druga stvar je kad imaš instrument sa skalom preciznosti 0,1... Pa iako tvoje oči vide nešto između 0,4 i 0,5 ti pišeš ili jednu ili drugu vrednost, a obično ovu veću.

Prilično siguran:).
 
Pozdrav,

Ovo nije bas zadatak nego pitanje, ali da ne otvaram novu temu postavicu ovde. Ukoliko nije na pravom mestu molim Moderatore/Administratore da premeste.
Pitanje glasi:
Zasto celicni komadi ne otpadaju od elektromagneta i posle iskljucenja struje. Sta treba uraditi da ti komadi celika otpadnu?

Hvala unapred :)

Ti čelični komadi se namagnetišu kada se unesu u neko magnetno polje, pa i sami počinju da se ponašaju kao magneti. Čim magnetno polje nestane, oni počinju sa razmagnetisavanjem, međutim, zavisno od materijala, neki ostaju trajno namagnetisani, neki se jako polako razmagnetišu, zato ostaju i dalje zalepljeni za elektromagnet.

Krenuo sam da ti odgovorim na temu, ali koleza UlimaN se potrudio već. Tako je: čelici ostaju trajn namagnetisani nakon unošenja u polje. Ne bude to jako namagnetisanje, ali je dovoljno jako da komad neće da otpadne. Ovome doprinosi i to što jezgro elektromagneta ostaje blago namagnetisno pa ti ostaje privlačna sila.

Inženjersko rešenje problema postoji ako te to znaima: prilikom otkačinjanja čeličnog predmeta sa elektromagneta potrebno je dovesti prigušen oscilatoran strujni signal. Ovakav signal će izazvati naizmenično slabije magnetisanje u suprotnom smeru, i ako je frekfrencija signala dovoljno niska, na kraju će ti ukupno namagnetisnje biti vrlo slabo.
 
Paganko, znao sam ja to, ali hteo sam da proverim, jer nisam bio siguran!! mi ovo jos nismo ucili!!!

Pa pazi vako... Snaga je brzina izvođenja rada, dakle:

P = A/t

onda je W definisan kao J/s....

sve takve zadatke pretvaraš po prostom principu, gde ti piše čas (h) napišeš 3600s gde ti piše kilo napišeš 1000 i tako dalje....

Onda ti je:

2KWh = 2*1000W*3600s = 7200000 J

Prosto ko pasulj

Da si imao na primer 2μWh pisao bi:

2 * 10[SUP]-6[/SUP] W * 3600s =


7,2 * 10[SUP]-3[/SUP] J

A onda suprotan smer, umesto 10[SUP]-3[/SUP] napišeš mili:

7,2 mJ

I tako to ide. Stvarno nije teško...
 

Back
Top