Задачи по физике. Левин М.Н - 8 стр.

UptoLike

Рубрика: 

8
8. Твердое тело с моментом инерции
I
вращается с угловым ускорением
α
вокруг своей оси и мгновенной угловой скоростью
ω
. Чему равна мощность ,
сообщенная телу?
9. Обруч массой
m
катится по плоскости . Скорость центра обруча равна
v
. Че-
му равна кинетическая энергия обруча?
10. Твердый диск массой
m
катится по поверхности . Скорость центра диска
равна
v
. Вычислите кинетическую энергию диска.
11. Твердый шар массой
m
катится по поверхности . Скорость центра шара
равна
v
. Какова его кинетическая энергия ?
IV. Электростатическая сила , электростатика
Закон Кулона
2
21
0
r
qq
kF =
, где
1
q и
2
q точечные заряды ,
r
расстояние
между ними,
229
0
/109 Клм Hk ⋅= .
Напряженность электрического поля это электрическая сила, дейст-
вующая на единичный электрический заряд, т.е.
q
F
E
r
r
=
.
Электрическое поле точечного заряда
Q
на расстоянии
r
от него опреде -
ляется r
r
Q
kE
r
r
2
0
= , где
r
r
единичный вектор, направленный от
Q
к точке.
Принцип суперпозиции:
Электростатическая сила протяженного тела с равномерным распределением
заряда находится как
= FdF
r
r
,
где
F
d
r
сила, действующая со стороны отдельного элемента заряда.
Напряженность электрического поля , создаваемая элементом объема
dV
с плотностью заряда
, равна
dVrEd ρ
r
r
2
0
r
k
=
.
Электрическое поле протяженного тела можно вычислить , интегрируя
E
d
r
по
объему этого тела.
Поток электрического поля равен
S
d
E
d
Ф
r
r
⋅= .
S
d
r
элемент поверхно -
сти , через который проходят силовые линии.
Полный поток через поверхность
S
равен величине
⋅= SdEФ
r
r
.
Теорема Остроградского Гаусса:
Полное число силовых линий , пересекающих замкнутую поверхность , равно
произведению
0
k
π
4 на величину полного заряда внутри этой поверхности :
                                            8
8. Т вердо е тело с мо менто м инерции I вращ ается с угло вы м уско рением α
во круг сво ей о си и мгно венно й угло во й ско ро стью ω . Ч емуравна мо щ но сть,
со о б щ енная телу?
9. О б руч массо й m катится п о п ло ско сти. Ско ро сть центрао б ручаравна v . Ч е-
муравнакинетическая э нергия о б руча?
10. Т верды й диск массо й m катится п о п о верхно сти. Ско ро сть центра диска
равна v . В ы числите кинетическую э нергию диска.
11. Т верды й ш ар массо й m катится п о п о верхно сти. Ско ро сть центра ш ара
равна v . К ако ваего кинетическая э нергия ?

                 IV. Элек тр ос та ти чес ка я с ила , элек тр ос та тика

                                q1q2
     • Зако н К уло на F = k0         , где q1 и q 2 – то чечны е з
                                                                  аря ды , r – рассто я ние
                                 r2
меж дуними, k 0 = 9 ⋅ 10 9 H ⋅ м 2 / Кл2 .
     • Н ап ря ж енно сть э лектрическо го п о ля – э то э лектрическая сила, дейст-
вую щ ая наединичны й э лектрический заря д, т.е.
                                          r r
                                          E=Fq.
      • Э лектрическо е п о ле то чечно го заря да Q на рассто я нии r о тнего о п реде-
           r       Q r        r
ля ется E = k 0 2 r , где r – единичны й векто р, нап равленны й о тQ кто чке.
                  r
      • Пр инцип с упер позиции:
Э лектро статическая сила п ро тяж енно го тела с равно мерны м расп ределением
заря данахо дится как
                                         r        r
                                        F = ∫ dF ,
        r
где dF – сила, действую щ ая со сто ро ны о тдельно го э лементаз     аря да.
      • Н ап ря ж енно сть э лектрическо го п о ля , со з
                                                        даваемая э лементо м о б ъ ема dV
с п ло тно стью з  аря да ρ , равна
                                      r k r
                                     dE = 02 r ρ dV .
                                         r                                        r
Э лектрическо е п о ле п ро тяж енно го тела мо ж но вы числить, интегрируя dE п о
о б ъ емуэ то го тела.
                                                     r r       r
       • П о то к э лектрическо го п о ля равен dФ = E ⋅ dS . dS – э лементп о верхно -
сти, черезко то ры й п ро хо дя тсило вы е линии.
                                                                  r r
П о лны й п о то кчерезп о верхно сть S равен величине Ф =       ∫ ⋅ dS .
                                                                  E
      • Теор ем а О с тр огр а дс кого –Га ус с а :
П о лно е число сило вы х линий, п ересекаю щ их з       амкнутую п о верхно сть, равно
п ро изведению 4πk 0 навеличинуп о лно го з        аря давнутри э то й п о верхно сти: