Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t5937-300.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 19:25:04 2016
Кодировка: Windows-1251
Студенческий форум Физфака МГУ > Подготовительные курсы
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Подготовительные курсы
Студенческий форум Физфака МГУ > Физфак и учеба > Абитуриенты
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
sidss
Привет Всем!
Ребят! Помогите решить задачку!

Есть два конденсатора. Один из них заряжен и имеет конденсаторную емкость С1, напряжение U1, и емкость электрическую, соответственно, - Q1. Его енергию расчитать несложно - Q1*(U1/2).
К нему паралельно подключают такой же конденсатор (С2=С1), но полностью разряженный! U2=0, Q2=0.
Система идеальна. Сопротивления отсутствуют!!!
При расчете получаем, что энергия системы уменьшилась вдвое(сумарная энергия конденсаторов равна 1/2 энергии Е1).
Куда делась половина энергии?
Марсианин
Ушла в излучение.
Если считать, что излучения в схеме нет - то она не дойдет до этого состояния, а войдет в режим колебаний.
sidss
Цитата(Volod @ 12.5.2007, 11:56)
Традиционно правильный ответ обычно звучит так:

Энергия системы уменьшилась за счет совершения полезной работы по перемещению заряда

Задачка с бородой, ее на устном экзамене по физике уж лет наверное 50 (а то и больше ), как один из дополнителных вопросов давать любят
*


Ответ Марсианина, на мой взгляд, более коректный!
Система идеальна, значит работа должна тратиться лишь на зарад! Тут то и залет! Если посмотреть на зависимость напряжение-электрическая емкость, то видим потерю половины энергии! Насчет колебательного контура более правдоподобно!
Марсианин
Цитата(Volod @ 13.5.2007, 11:27) *
Понятно, что к реальным электричесим цепям такая модель не применима, максимум что реализуется это случай (сверхпроводимость) , но индуктивность то при этом то все равно отлична от нуля - отсюда и возникнут коллебания.. - Случай рассмотреный Марсианином , но к данной модельной задачке , к сожалению, его все таки привязать не получается wink.gif
Значит, наша модель непригодна для решения данной задачи.
Относительно "честный" алгоритм решения - принять индуктивность равной L и решить в буквах, а затем устремить ее к нулю. Получатся колебания и уход энергии в излучение.
ion
Вставлю и свои 3 копейки про задачу sidss про конденсаторы.

Цитата(Volod)
Традиционно правильный ответ обычно звучит так:
Энергия системы уменьшилась за счет совершения полезной работы по перемещению заряда q/2

Странные, однако, традиции. Мне такой ответ кажется категорически не приемлемым, поскольку прямо нарушает закон сохранения энергии. Напомню, что вопрос ставился так:

Цитата(sidss)
Куда делась половина энергии?

Уменьшилась то она за счет совершения работы, но это не ответ на вопрос, куда она делась. Если электростатическая энергия уменьшилась, то она должна куда-то деться. Она перейдет в тепло (если есть R) и излучение (соотношение зависит от параметров контура).

Так что я полностью согласен с ответом Марсианин'а.

Еще комментарии.

Цитата(Volod)
Так что в рамках данной модели (R=0, L=0, прим. ion) колебания в контуре просто не могут возникнуть

Модель, в которой учитывается только электростатическая энергия, является внутренне противоречивой (т.е. противоречит законам физики). Для вычисления энергии конденсатора используется понятие работы над зарядами из механики. Но если есть сила, действующая на заряды, то она их разгоняет, увеличивая кинетическую энергию. Поэтому нужно добавить еще кинетическую энергию зарядов. Поэтому, даже если забыть про энергию поля (излучение и пр.) и индуктивность провода, энергия все равно сохраниться. И возникнут какие-то колебания. Конечное статическое состояние, когда заряд распределится между конденсаторами без диссипации энергии не достижимо.

Цитата(Volod)
максимум что реализуется это случай R=0 (сверхпроводимость)

При перезарядке конденсаторов ток будет зависеть от времени, причем при малой индуктивности, частота колебаний будет очень высокой. Насколько мне известно, сопротивление сверхпроводников переменному току не равно нулю.
White
2 Марсианин:
2 Volod:
2 ion:


Уважаемые, мне кажется, споры насчет задачи сводядтся к тому, насколько глубоко копать до сути задачи. smile.gif
ELANOR
..как и всегда вобщем-то.
Марсианин
Хотите еще одну полукорректную задачу?
Палка известной массы горизонтально лежит на трех одинаковых опорах (одна в центре, полоение двух остальных известно), стоящих на идеальной горизонтальной плоскости. Найти силы реакции этих опор.
Опоры можно считать идеальными.

Попробуйте решить, абитуриенты и абитуриентки...
OlegShvedov
2 Марсианин: Это известная задача, была у нас на ФФ на вступительных где-то в 2000 году...
Марсианин
Возможно, не видел...
Главное - "можно считать"...
ELANOR
Хм. Мне опять кажется, что я дура, но я не поняла - реакции каких "опор"? Силу реакции опоры непостредственно на эти опоры или на палку?(
Марсианин
Силы, действующие со стороны опор на палку. Ну или наоборот - неважно.
"Силы сжатия опор", если можно так выразиться...
sidss
Цитата(Volod @ 13.5.2007, 15:24)
В данном случае подвох заключается в словах по закону сохранения энергия должна была остатьcя прежней

Вы наглядно показываете что энергия "прежней остаться не должна" так как в процессе перераспределения зарядов за счет сил электрического поля совершалась полезная работа по перемещению заряда

И соответственно по Закону сохранения энергии, энергия эквивалентная этой работе должна была выделится в иной форме - механической, электромагнитной, тепловой или химической - что уже не суть важно
*


Уважаемый Volod, я повторюсь!

Система Идеальна!!!
А значит выполняеться лишь работа по "выведению"("отводу") електрона на(с) определенный энергетический уровень!

Подвох в задаче есть, я не знаю где он, а очень хочеться

Пытался рассмотреть заряд конденсатора с дискретностью 1,6*10^(-19) (элементарный заряд) - получилось, что для подведения каждого следующего электрончика, необходимо затратить энергию большую, чем для предидущего - преодоление взаимодействия между зарядами и вклад в потенциал поля. Получаеться, что последние электрончики, намного более энергоемкие чем первые!(Модель просто условная, для понимания рисовал дискретную зависимость U-Q, хотя ясно, что все электрончики в системе(идеальной) будут обладать одинаковой энергией) И вот эту огромную кучу энергии(в рамках моего понимания необходимую для преодоления сил взаимодействия) необходимо кудато деть!!!
White
Цитата(sidss @ 15.5.2007, 1:28)
получилось, что для подведения каждого следующего электрончика, необходимо затратить энергию большую, чем для предидущего - преодоление взаимодействия между зарядами и вклад в потенциал поля. Получаеться, что последние электрончики, намного более энергоемкие чем первые!
*


Мда, бывает... А формулу для энергии конденсатора (будем для простоты говорить так, по-жаргонному) выводить пробовали когда-нибудь?

Подсказка: может быть, там это уже как-то учтено?
Марсианин
Цитата(sidss @ 15.5.2007, 1:28) *
Уважаемый Volod, я повторюсь!

Система Идеальна!!!
А значит выполняеться лишь работа по "выведению"("отводу") електрона на(с) определенный энергетический уровень!

Подвох в задаче есть, я не знаю где он, а очень хочеться
Подвох прост.
В идеальной системе мы не прийдем к равновесию. Раз остается лишняя энергия - значит будут колебания.
sidss
колебания за счет чего? Как из формульно описать????

Не скромный вопрос - в форуме есть преподаватели?

Просто мой товарищ выдвинул интересное решение задачи, хотелось бы обсудить! Может и вам будет полезен не стандартный взгляд на жизнь!!! Мне понравилось его решение!!!
OlegShvedov
2 sidss: Почему не выкладываете само решение на форум?
ion
Про задачу, которую предложил Марсианин.

Цитата(Марсианин)
Палка известной массы горизонтально лежит на трех одинаковых опорах (одна в центре, полоение двух остальных известно), стоящих на идеальной горизонтальной плоскости. Найти силы реакции этих опор.
Опоры можно считать идеальными.

Для определенности будем считать, что крайние опоры лежат под концами палки (это не так важно). Обозначим силы реакций крайних опор N1 и N2, а центральной опоры - N3, массу палки m. Если записать 2-й закон Ньютона и условия зануления моментов сил относительно точек опор, то после простых арифметических преобразований получим:
N1=N2
2N1+N3=mg.
Они имеют очень понятный смысл. Первое равенство - это условие того, что палка не вращается вокруг центральной опоры, ну а второе очевидно.

Понятно, что этих 2-х уравнений не достаточно для однозначного определения 3-х сил опор. Насколько я понимаю, именно это обстоятельство и составляет суть задачи. Причина этого, как намекает Марсианин, не в очень корректной постановке задачи.

Мне кажется, некорректность вот в чем. Известно, что через 2 точки всегда можно провести прямую, а вот через 3 - нет. Пусть b - длины опор. Будем рассматривать силы реакций как функции длин b. Будем чуть-чуть изменять длину одной (любой) из опор, например первую. Тогда N1(x) будет меняться скачком когда x=b. При x<b палка лежит на 2-й и 3-й опорах и N1=0, а при x>b палка лежит на 1-й и 3-й опорах и N1=mg/2. Это и приводит к неопределенности сил при x=b.

Избавиться от этой неопределенности можно, если учесть сжимаемость опор или палки. Если палка гораздо жестче опор, то она должна остаться прямой, а опоры чуть-чуть сожмутся, причем из N1=N2 следует, что если опоры одинаковые, то все три сожмутся одинаково. Тогда, по закону, Гука N1=N2=N3=mg/3. Если опоры не одинаковые или палка не жесткая, то нужно явно вводить коэффициенты жесткости.
SeLLFFish KiLLka
ELANOR
Цитата
а чего это мы на "вы"?=))


я со всеми на Вы....разве Вы еще не заметили?)) 13.gif

и еще... в пятницу ... а в какой аудитории? кто у вас физику ведет? photo.gif
ion
Вот нашел. Оказывается, тут на форуме в ветке "Есть проблема"
http://forum.dubinushka.ru/index.php?showtopic=9908
обсуждали задачу sidss про два конденсатора. Только, что-то про колебания там забыли.
ELANOR
в аудитоориии... я не помню номер=) от лифта сразу направо, первая=) Аксенов ведет, кто ж еще=) у нас с тобой вроде и физику и матику одни ведут - Аксенов и Волков=)
SeLLFFish KiLLka
Мы через одну аудиторию - я в 5,51 wink.gif а вот физику у нас Погожев ведет ( respect.gif ) , точнее вел
White
Цитата(SeLLFFish KiLLka @ 17.5.2007, 15:57)
Погожев
*


А, Владимир Александрович... grin.gif Знаю, приходилось общатья! Интересный дяденька.
ELANOR
Странно. Я думала у вас тоже Аксенов=)

Знаю-знаю.. вы еще когда на перерыв выходите и "слишком громко общаетесь", Владимин Николаевич (Аксенов) постоянно морщится=))
ЗаЖиГаЛа
Цитата(ELANOR @ 17.5.2007, 15:54) *
в аудитоориии... я не помню номер=) от лифта сразу направо, первая=) Аксенов ведет, кто ж еще=) у нас с тобой вроде и физику и матику одни ведут - Аксенов и Волков=)

А как тебе Волков? Нигде че-то о нем найти не могу... У вас он, наверное, по четвергам вел? У нас просто в пятницу =)
SerAsik
2 ЗаЖиГаЛа:,у вас математику вел Волков Владимир Тарасович???
КранК
Заниамался у него целый год..был моим репетитором..Хороший дядечка
Вот
и вот
SerAsik
2 КранК:,угу
и моим был
только занимался я с ним месяца 3-4=)
SeLLFFish KiLLka
На последнем "уроке" он нам про теорию вероятности рассказывал...да и вообще так "не о чем" blush2.gif
IMHO достоин уважения, очень хороший преподаватель) 197.gif
PS: правда не всегда должно относилась к занятиям 197.gif
ELANOR
Мне тоже понравился. Единственное но - мне кажется, что у него обязательно нужно делать если не все "домашние задания", то хотябы стараться сделать хоть что-то. Когда он нам первый раз стал объяснять параметры - я подумала, что с ума сойду и ничего не пойму. Примерно так и вышло - я две недели не вылезая решала параметры, и за эти две недели без подгонки под ответ у меня получилось сделать только несколько номеров. Но потом ничего. на следующих уроках я уже все понимала, ив конце концов осилила эту тему=) Так было и с некоторыми другими темами.. с тригонометрией, например. Ее я всегда понимала, но чтобы решать сложные примеры, нужен просто навык. Вот я и сидела и решиала сутками=)
Вообщем, я им довольна. 13.gif
ELANOR
Так, у меня опять вопрос. Физика.
Не знала, в какую тему писать - решила сюда, по старой-доброй памяти)



В сосуд объемом V 1.5 м^3 налили ведро воды (12 литров) герметично закрыли и нагрели до температуры t=180 C. Найти массу m и давление p пара в сосуде. Плотность нас. пара при этой температуре gн=5.04 кг/м^3.


Вообще влажность - одна из самых жетоких тем. О том, что на нее есть реальные задачи, я узнала только в этом году - на курсах.
Марсианин
В сосуде содержатся вода (плотность известна) и насыщенный пар (плотность дана). Известны суммарные масса (12 кг) и объем. Дальше - чистая математика.

По-моему, так.
termik
Цитата(ELANOR @ 9.6.2007, 14:31) *
В сосуд объемом V 1.5 м^3 налили ведро воды (12 литров) герметично закрыли и нагрели до температуры t=180 C. Найти массу m и давление p пара в сосуде. Плотность нас. пара при этой температуре gн=5.04 кг/м^3.


1.5м^3 = 1500л>>12л, следовательно можно пренебречь объемом налитой воды и считать, что Vпар~1.5м^3.

После нагревания очевидно не вся вода испарится(т.к. масса воды 12 кг, а пара может быть максимум 7.5 кг), а только часть ее dM
пар будет насыщенным и протность его p будет равна gн=5.04 ---> Mпар = gн*V = 7.56 кг
PV/T=MпарR/Mмол ---> Pпар = Mпар*R*T/V/Mмол = ~ 1 МПа
задача будет решаться более геморно, если не сделать первого допущения. На физфаковском праке такие пренебрежения приветствуются и поощряются smile.gif
SeLLFFish KiLLka
ELANOR
Цитата
Так, у меня опять вопрос. Физика. Не знала, в какую тему писать - решила сюда, по старой-доброй памяти)

молодец good.gif
kamysh
2 termik:
Тоже
Цитата(SeLLFFish KiLLka @ 9.6.2007, 16:23)
молодец
*

СПС, я так бы и сделал с объемом , влажность - моя любимая тема victory.gif
ELANOR
А моя - нет..(((
Вроде ведь все понятно, ничем особенно от обычной молекулярки не отличается, а я чего-то... в ауте, по-другому не скажешь. Сама смогла решить только пару-тройку задач из 10ти. Мде... не дай бог она мне попадется. На экзамене у меня еще и мозги хуже соображают, так что вообщ труба будет.
termik
Цитата(ELANOR @ 9.6.2007, 17:46) *
А моя - нет..(((
Вроде ведь все понятно, ничем особенно от обычной молекулярки не отличается, а я чего-то... в ауте, по-другому не скажешь. Сама смогла решить только пару-тройку задач из 10ти. Мде... не дай бог она мне попадется. На экзамене у меня еще и мозги хуже соображают, так что вообщ труба будет.

мож дело в том, что по хорошему нас учат все решать в буквенном виде до конца, а эти задачи иногда требуют численных прикидок по ходу решения... хз
ELANOR
нет.. сама не знаю в чем дело Just_Cuz_21.gif
SeLLFFish KiLLka
Да, ладно тебе! Держись, крепись! Все будет пучком)))) grin.gif
hamster
2 ELANOR:
Держись, все будет ок))) Вот попадется хороший билет с решаемыми задачками..
Короче, желаю, чтобы он попался smile.gif
Ortanis
В этом году на Ломоносове было дофига задач на насыщенный пар, но все вполне решаемы.
ЗЫ Эланор, а ты занималась на курсах в группе Аксенова - Волкова? Ты случаем не на первой парте сидела?
hamster
Цитата(Ortanis @ 9.6.2007, 22:37)
В этом году на Ломоносове было дофига задач на насыщенный пар, но все вполне решаемы.
*

Угу...а вот кинематика была какая-то ненормальная... с заметом под ВМК... qonfuse.gif
termik
Цитата
Держись, все будет ок))) Вот попадется хороший билет с решаемыми задачками..
Короче, желаю, чтобы он попался

Цитата
Да, ладно тебе! Держись, крепись! Все будет пучком))))

Скажите мне тож ченить хорошее, я нихрена не знаю литературу wink.gif
hamster
2 termik:

Надо знать, что знать smile.gif
Все будет отлично)))
Главное хорошо и длинно рассуждать по теме и напичкать пяток- другой примеров...))) И четвертак обеспечен ))) Пятерки они вродь физикам не ставят..

ALL RIGHT !!! good.gif
termik
Цитата(hamster @ 10.6.2007, 9:28) *
Главное хорошо и длинно рассуждать по теме и напичкать пяток- другой примеров

vs
Цитата
я нихрена не знаю литературу

rofl.gif rofl.gif rofl.gif
это вроде называется оксюморон - сочетание несочетаемого

ЗЫ
Цитата
...И четвертак обеспечен...

да, если я не начну ботать, как раз он мне и обеспечен Just_Cuz_21.gif
hamster
2 termik:
Сорри, я забыла, что 10-тка -макс smile.gif
Напишешь без ошибок (!) и по теме, и все ок)

Цитата(termik @ 10.6.2007, 10:33)
я нихрена не знаю литературу
*


Литературу можно знать по-разному!!!! Можно знать чуть-чуть и иметь много мыслей!!! rev.gif
КранК
Цитата(hamster @ 10.6.2007, 12:30) *
Литературу можно знать по-разному!!!! Можно знать чуть-чуть и иметь много мыслей!!! rev.gif

К сожалению, только за мысли много не поставят 197.gif
hamster
2 КранК:
Это правда, но зато поставят достаточно, чтоб пройти))))) *выше 6-рки, 7-рки всмысле*
smile.gif
ELANOR
Ortanis ага, Аксенова-Волкова и на первой парте) слева, сли лицом к доске)
Ты тоже чтоли в этой группе был?) 13.gif

PS Спасибо всем за поддержку)
К физике все еще упорно готовлюсь, как могу, а вот лит-ра - не знаю.. просто не знаю, как готовиться) И Шурики мне как-то не особо нравятся..( Ну ничего, разберемся... в принципе если я соч. хотя бы на 6 напишу, физику если на 8... то ничего так. Хотя физика непредсказуема, как показал Ломоносов.
Freia
Цитата(hamster @ 10.6.2007, 10:28)
Пятерки они вродь физикам не ставят..
*

Да что ж это такое, откуда эти дурные мифы?! ranting_w.gif Пятерки (по новой шкале десятки, стало быть) физикам очень даже ставят. И ничего сверхъестественного для этого не требуется.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.