|
Задача для 10 класса по физике на тему Второй закон Ньютона.
|
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 01:49 | Сообщение # 46 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
pavel7, я Вам по-дружески посоветую. Когда Вы вводите в уравнение какие-либо члены, Вы хотя бы оцените их по порядку величины с уже присутствующими или просто другими. Вы захотели учесть силу газодинамического напора воздуха = 1/2*r * V^2 * S, где r - плотность воздуха, V - скорость автобуса (или воздуха относительно автобуса), S - проперечное сечение автобуса. Не будем учитывать никакие аэродинамические коэффициенты, не в них дело. Они нужны лишь для того, чтобы учесть особенности обтекания воздухом тел с одинаковым лобовым поперечым сечением, но различной аэродинамической формой. Это для нас мелочи. Считаем, что автобус всем своим сечение ловит воздушную струю. И мчится уже на максимальной скорости 20 м/с. И сечение автобуса примем не 2,5 кв м, а 5 кв м, что больше похоже на правду. Плотность воздуха 1, 29 кг/куб.м..
Оценим силу напора:
0,5 * 1,29 * 20* 20 * 5 ~= 1300 Н.
С чем можно сравнить эту силу в 1300 Н? Считайте, что 15-и тонный автобус толкает перед собой или тянет на веревке сзади поросенка в 130 кг живого веса.
Нужно его учитывать?
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 01:52 | Сообщение # 47 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
Quote (pavel7) Вы сами поймёте, что формула – для «Пионерской правды»
Поясните Вашу мысль! Не понял.
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 02:03 | Сообщение # 48 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
В дополнение к "поросенку":
1300 Н даже в сравнении с силой трения качения, равной примерно 15000 кг * 10 Н/кг * 0,05 = 7500 Н, и то мала!
Воздушный напор погасит скорость автобуса от 20 м/с до 0 за время около 4 минут на расстоянии 2,5 км, а в нашем случае разгон произошел на дистанции всего 500 м. Есть разница?
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
pavel7 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 08:53 | Сообщение # 49 |
pavel7
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
72 |
| Награды: |
1 |
| Статус: |
Offline |
|
я там ошибся - на самом деле мощность повысится только на 10 л.с. (иногда я ставлю не те закорючки, не в том месте, не тем цветом  )
извините...
и площадь 2.5... (это я думал скорее о каком-нибудь феррари)
лобовая площадь автобуса = 7.5 метра кв. (2.5 х 3.0)
а Сх наверно скорее 0.99 (любой городской автобус - это просто полено с точки зрения аэродинамики)
27.12.2011
Сообщение отредактировал pavel7 - Вторник, 27.12.2011, 09:19
|
|
|
|
| |
|
|
YuiSe | Дата: Вторник, 27.12.2011, 10:23 | Сообщение # 50 |
YuiSe
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
80 |
| Награды: |
2 |
| Статус: |
Offline |
|
Хм, по поводу значений сил, как то представилась (в воспаленном абсциненцией мозгу) мультипликационная зарисовка:
Район великого каньона. Ветренно... Сильно ветренно. Ну где-то 20 м/с...
Павел7 в роли койота из последний сил держит, стоя на дороге, доску размером 3 на 2,5 м с неправильно решенным дифференциальным уравнением.
Вот он уже почти нашел ошибку... Как его сбивает Кролик на автобусе.
ИМХО первоначальную задачу надо решать как она есть. Указан коэффициент силы трения, значит надо просто проверить не превышает ли ее "сила от крутящего момента двигателя и трансмиссии" автобуса. И больше никак не учитывать.
Ах да, pavel7, в автобусе вы слышите не шестеренки, а выхлоп двигателя и шум колес и ветра. Если начинаются слышаться шестеренки, значит кто-то таки сэкономил на масле.
Если хотите дальше измышлять про действующие силы, то могу советовать двигаться в сторону петли гистерезиса и нагревании резины колес от попеременного ее сжатия.
Александр_Игрицкий, существует небольшая вероятность, pavel7 вас немножко троллит.
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
pavel7 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 12:02 | Сообщение # 51 |
pavel7
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
72 |
| Награды: |
1 |
| Статус: |
Offline |
|
YuiSe,
зачем, ганатлеба, так обзываться?
просто сделал мизерную ошибочку, которая привела к очень грубому результату:
R= exp((0.5*(F*fi)^0.5)*t/m) ошибка
R= exp(( 2*(F*fi)^0.5)*t/m) правильно
Удачи! Не сердитесь! 
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
chernysh8 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 12:16 | Сообщение # 52 |
| Сообщений: |
1503 |
| Награды: |
21 |
| Статус: |
Offline |
|
Исходя из жизненного опыта. Для выполнения условий задачи мощность в пределах 100 КВт вполне достаточна.
ЗЫ.
Не надо придумывать то, чего нет в условии. Про сопротивление воздуха ничего не сказано, значит учитывать не будем.
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 12:59 | Сообщение # 53 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
Quote (YuiSe) Александр_Игрицкий, существует небольшая вероятность, pavel7 вас немножко троллит.
Бог ему в помощь!
Quote (chernysh8) Не надо придумывать то, чего нет в условии. Про сопротивление воздуха ничего не сказано, значит учитывать не будем.
Именно так и только так в ШКОЛЕ и нужно поступать, не привлекая ничего со стороны.
Quote (chernysh8) Исходя из жизненного опыта. Для выполнения условий задачи мощность в пределах 100 КВт вполне достаточна.
Это все отлично, только нужно РЕШЕНИЕ задачи. Вы себе представьте:
школьник Вам дословно также отвечает!
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
pavel7 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 12:59 | Сообщение # 54 |
pavel7
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
72 |
| Награды: |
1 |
| Статус: |
Offline |
|
а разве условие задачи - это закон империи? уж не закон физики, это уж точно! здесь допустимо творчество, господин chernysh8!
а сколько я видел ошибок в задачниках! О.....! страшно подумать!
а думать надо... 
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 13:13 | Сообщение # 55 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
pavel7, отвечу!
Quote (pavel7) а разве условие задачи - это закон империи?
Да, закон. И не обсуждается. Или Вы решаете сформулированную, пусть даже идиотом, задачу, или Вы отказываетесь от ее решения. Только так и скажите. Не могу решить. Можете до Второго пришествия решать Вашу собственную. Но это уже другая задача.
Так как насчет первой?
Quote (pavel7) уж не закон физики, это уж точно!
В задачах не формулируют законы, а применяют.
Quote (pavel7) здесь допустимо творчество,
В пределах условия задачи - сколько угодно!
Quote (pavel7) а сколько я видел ошибок в задачниках! О.....! страшно подумать!
И я видел! И что это доказывает в Вашем случае? Что и Вам можно?
Quote (pavel7) думать надо...
Вот это не мешает! Всегда полезно!
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
YuiSe | Дата: Вторник, 27.12.2011, 13:46 | Сообщение # 56 |
YuiSe
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
80 |
| Награды: |
2 |
| Статус: |
Offline |
|
pavel7, самая типичная ошибка ученика/студента это то, что он отвечает на вопрос, который сам себе придумал, а не на тот, что у него спрашивали. Показательно даже Поле чудес, когда 95% игроков не помнят вопроса, на который отвечают.
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 15:37 | Сообщение # 57 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
YuiSe, верно!
Подождем реакции и ответа на поставленный в самом начале вопрос.
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
pavel7 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 21:10 | Сообщение # 58 |
pavel7
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
72 |
| Награды: |
1 |
| Статус: |
Offline |
|
Вот как я стал бы решать эту задачу вместе с учениками:
Общие условия:
1) m=15000 kg a=const
динамические условия в момент 1:
2) t0=0 v0=0
динамические условия в момент 2:
3) t1=50 sec v1=20 m/sec
F=ma
F*t=m*v
F=m*v1/t1=6000 ньютонов
N= F*v1= 120000 ватт ( 163 л.с.)
Но N – это суммарная мощность
N = Nвв – Nс.воз. (*)
где
Nвв – это мощность на выходном валу коробки передач
Nс.воз. – мощность, которую забирает у тех.системы сопротивление воздуха
(потери в осях не стоит считать – они малы)
Сила сопротивления воздуха равна:
Fc=0.5*Cx*ro*S*v1*v1
где
аэродинамический
коэффициент Cx=0.5 \\для грузовых автомобилей
Ro=1.2 \\плотность воздуха
S=2.5*3=7.5 \\лобовая площадь автобуса
Nс.воз. = Fc*v1= 0.5*0.5**1.2*7.5*20*20*20=18000 ватт
По формуле (*):
Nвв = Nс.воз +N = 18000+120000=138000 ватт
Но в коробке передач теряется энергия
КПД зубчатой пары равен 0.98
В коробке пар примерно пять (бывает по-разному)
Поэтому суммарный сКПД=0.98^5=0.904
И мощность двигателя должна быть:
Nдв = Nвв / сКПД= 138000/0.904= 152654.9 ватт
Или, по-русски говоря,
мощность равна 207.6 лошадиной силы
Вот и всё. А говорить детям, что при решении этой задачи надо учитывать какие-то абстрактные силы трения, я бы не стал…
Спасибо за внимание!
Павел
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
Александр_Игрицкий | Дата: Вторник, 27.12.2011, 21:53 | Сообщение # 59 |
| Сообщений: |
11095 |
| Награды: |
129 |
| Статус: |
Offline |
|
pavel7, Вы мне позволите ряд вопросов, или тема закрыта?
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
|
pavel7 | Дата: Вторник, 27.12.2011, 22:13 | Сообщение # 60 |
pavel7
Ранг: Школьник (?)
Группа: Пользователи
|
| Сообщений: |
72 |
| Награды: |
1 |
| Статус: |
Offline |
|
угу...
27.12.2011
|
|
|
|
| |
|
