Формула для расчёта коэффициента силы трения

Почему при коронавирусной инфекции так важно знать, насколько насыщена кровь кислородом?

Уровень насыщения крови кислородом — это один из основных показателей, по которому судят, нужно ли дать пациенту кислород через маску и нужна ли ему искусственная вентиляция легких. Именно поэтому уровень насыщения крови кислородом учитывают в Москве, когда решают, нужна ли пациенту госпитализация.

Коронавирус поражает легкие, а конкретно ткань, выстилающую легочные альвеолы. При тяжелой пневмонии в легких нарушается переход кислорода из воздуха в кровь.

Всемирная организация здравоохранения ранее рекомендовала при новой коронавирусной инфекции давать кислород пациенту, у которого этот показатель ниже 90%. Правда, сейчас в рекомендациях нет конкретного показателя.

Внутренние усилия при растяжении и сжатии

При приложении к брусу с постоянным сечением внешних воздействий, действие которых в любом поперечном разрезе направлено параллельно его центральной оси и перпендикулярно сечению, с ним происходит следующий вид деформации: растяжение или сжатие.  На основе гипотезы о принципе независимости внешнего воздействия для каждого из поперечных разрезов можно рассчитать внутреннее усилие как векторную сумму всех приложенных внешних воздействий. Растягивающие нагрузки в сопромате принято считать положительными, а сжимающие отрицательными.

Рассмотрев произвольный разрез бруса или стержня, можно сказать что внутренние напряжения равны векторной сумме всех внешних сил, сгруппированных по одной из его сторон. Это верно только с учетом принципа Сен-Венана (фр. инженер А. Сен-Венан, 1797-1886) о смягчении граничных условий, т.к. распределение внутренних усилий по поверхности разреза носит сложный характер с нелинейными зависимостями, но в данном случае значением погрешности можно пренебречь как несущественным.

Применяя гипотезу Бернулли (швейцарский математик, И. Бернулли, 1667-1748) о плоских сечениях, для более наглядного представления процессов распределения сил и напряжений по центральной оси бруса можно построить эпюры. Визуальное представление более информативно и в некоторых случаях позволяет получить необходимые величины без сложных расчетов. Графическое представление отражает наиболее нагруженные участки стержня, инженер может сразу определить проблемные места и ограничиться расчетами только для критических точек.

Все вышесказанное может быть применимо при квазистатической (система может быть описана статически) нагрузке стержня с постоянным диаметром. Потенциальная энергия системы на примере растяжения стержня определяется по формуле:

U=W=FΔl/2=N²l/(2EA)

Потенциальная энергия растяжения U концентрируется в образце и может быть приравнена к выполнению работы W (незначительное выделение тепловой энергии можно отнести к погрешности), которая была произведена силой F для увеличения длины стержня на значение абсолютного удлинения.  Преобразуя формулу, получаем, что вычислить значение величины потенциальной энергии растяжения можно, рассчитав отношение квадрата продольной силы N помноженной на длину стержня l и удвоенного произведения модуля Юнга E материала на величину сечения A.

Как видно из формулы, энергия растяжения всегда носит положительное значение, для нее невозможно применить гипотезу о независимости действия сил, т.к. это не векторная величина. Единица измерения – джоуль (Дж). В нижней части формулы стоит произведение EA – это так называемая жесткость сечения, при неизменном модуле Юнга она растет только за счет увеличения площади. Величина отношения жесткости к длине бруса рассматривается как жесткость бруса целиком.

Численное значение [ править | править код ]

В Международной системе единиц

До изменения СИ 2018—2019 годов

Численное значение магнитной постоянной вытекает из определения ампера, единицы силы электрического тока, являющегося одной из основных единиц СИ. Согласно определению, принятому IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году и действовавшему до 2019 года, «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10 −7 ньютона » .

С другой стороны, сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии r <displaystyle r> друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи I 1 <displaystyle I_<1>> и I 2 <displaystyle I_<2>> , приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:

F = μ 0 4 π 2 I 1 I 2 r . <displaystyle F=<frac <mu _<0>><4pi >><frac <2I_<1>I_<2>>>.>

С учётом определения ампера из этого соотношения следует точное равенство:

μ ≈ 1,2566370614 · 10 −6 Н/А 2 .

После изменений СИ 2018—2019 годов

С 2019 года вступили в силу изменения в СИ, включающие, в частности, переопределение ампера на основе фиксации численного значения элементарного заряда. Это привело к тому, что значение магнитной постоянной стало экспериментально определяемой величиной, хотя численно её значение осталось прежним с высокой точностью. Значение, рекомендованное CODATA :

μ = 1,25663706212(19) · 10 −6 Н·А −2 , или Гн·м −1 .

В системе СГС

В системе СГС магнитная постоянная как коэффициент, связывающий напряжённость и индукцию магнитного поля в вакууме, также может быть введена. При этом в различных вариантах системы СГС магнитная постоянная имеет разную размерность и значение. В частности, Гауссова система единиц и система СГСМ построены так, что магнитная постоянная равна 1, а в системе СГСЭ она равна 1 / c 2 <displaystyle 1/c^<2>> .

МАГНИТНАЯ ПОСТОЯННАЯ (магнитная проницаемость вакуума) — коэф. пропорциональности m, появляющийся в ряде ф-л электромагнетизма при записи их в Международной системе единиц (СИ). Так, индукция В магн. поля (магнитная индукция)и его напряжённость Н связаны в вакууме соотношением , а в к—л. веществе , где — относительная магнитная проницаемость вещества и

диница магнитной индукции — тесла (Тл): 1 Тл — магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по этому проводнику проходит ток 1 А:1 Тл = 1 Н/(А•м)

Так как μ = 4π•10 -7 Н/А₂, а в случае вакуума (μ = 1), и B=μH, то для нашего случая

Единица напряженности магнитного поля — ампер на метр (А/м): 1 А/м — напряженность такого поля, магнитная индукция которого в вакууме равна 4π•10 -7 Тл.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9141 — | 7368 — или читать все.

В книжной версии

Том 18. Москва, 2011, стр. 363

Скопировать библиографическую ссылку:

МАГНИ́ТНАЯ ПОСТОЯ́ННАЯ, ко­эф­фи­ци­ент про­пор­цио­наль­но­сти $μ_0$ , вхо­дя­щий в ряд фор­мул элек­тро­маг­не­тиз­ма при за­пи­си их в Ме­ж­ду­нар. сис­те­ме еди­ниц (СИ). Так, ин­дук­ция $oldsymbol B$ маг­нит­но­го по­ля и его на­пря­жён­ность $oldsymbol H$ свя­за­ны в ва­куу­ме со­от­но­ше­ни­ем $oldsymbol B= μ_0oldsymbol H$ , а в к.-л. ве­ще­ст­ве $oldsymbol B = μ_0μoldsymbol H$ , где $μ$ – от­но­сит. маг­нит­ная про­ни­цае­мость ве­ще­ст­ва, $μ_0 = 4π ·10^<–7>$ Гн/м≈ 1,2566370614·10 –6 Гн/м.

Физика и наука

Итак, вследствие любознательности, или же любопытства людей, появилась такая сложная и в то же время интересная вещь, как наука, именно она и изучала весь наш мир, каждую его деталь. На данный момент, благодаря общим усилиям учёных у нас есть полноценные знания, заключённые в краткие формулы. Этими формулами можно объяснить практически всё что нас окружает, электричество, вода, воздух, газ, материя, перечислять можно очень долго.

Конечно же, все науки в той или иной мере связаны, и все они, безусловно, важны, от анатомии до физики, о которой сегодня и пойдёт речь. Физические явления, конечно, имеют что-то общее с другими науками, но изучают их именно в отдельности. Физика есть физика, это точная наука, выстраивать которую начали ещё задолго до нашего рождения, в то время как у неё и названия вовсе не имелось.

Физикой её назвали уже потом, дабы как-то собрать и объединить все накопленные знания о свойствах и строении материи воедино. Понятие физика объясняется именно так: это наука о природе, закономерностях, явлениях, которые происходят в природе, а также о такой вещи, как материя, о её свойствах и строении. Материя в целом понятие очень и очень сложное, но можно трактовать это и более простым способом, ведь материя — это вещества, из которого состоит какое-либо физическое тело. Но сегодня речь пойдёт об одном из физических явлений — силе трения.

Экзотические атомы

Основная статья: Экзотический атом

Мюонные атомы

Мюоны были первыми открытыми элементарными частицами, которые не встречались в обычных атомах. Отрицательные мюоны могут, однако, формировать мюонные атомы, заменяя электроны в обычных атомах. Решение уравнения Шредингера для водородоподобного атома показывает, что характерный размер получаемых волновых функций (то есть радиус Бора, если решение проводится для атома водорода с привычным электроном) обратно пропорционален массе частицы, движущейся вокруг атомного ядра. В силу того, что масса мюона более чем в двести раз превосходит массу электрона, размер получаемой «мюонной атомной орбитали» во столько же раз меньше аналогичной электронной. В результате, уже для ядер с зарядовым числом Z = 5-10 размеры мюонного облака сравнимы или не более чем на порядок превосходят размеры ядра, и неточечность ядра начинает оказывать сильное влияние на вид волновых функций мюона. Как следствие, изучение их энергетического спектра (иначе говоря, линий поглощения мюонного атома) позволяет «заглянуть» в ядро и исследовать его внутреннюю структуру. Также малые размеры атомов позволяют атомным ядрам сильно сблизиться и слиться, что используется для осуществления термоядерного синтеза (см. мюонный катализ).

Мюоний

Основная статья: Мюоний

Положительный мюон, остановленный в обычной материи, может связать электрон и сформировать мюоний (Mu) — атом, в котором мюон действует как ядро. Приведенная масса мюония и, следовательно, его боровский радиус близки к соответствующим величинам для водорода, вследствие чего этот короткоживущий атом в первом приближении ведет себя в химических реакциях как сверхлёгкий изотоп водорода.

Как же определяется молярная масса воздуха?

Все вещества различаются по массе, и этот показатель является очень индивидуальным. Для сложных веществ учитывается число атомов, находящемся в нем. Так чему равна молярная масса воздуха? Это сумма всех массовых долей элементов, которые входят в данное вещество. В данном случае это молярные массы азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водорода и других веществ. Из них азот составляет 78% от общего объема, кислород 21%, а остальные же вещества содержатся в гораздо меньшем количестве.

Существует несколько методов проведения измерения:

• Откачка воздуха из колбы позволяет при помощи уравнения состояния газа позволяет также вычислить этот показатель.
• При помощи классического химического уравнения, в котором находятся все молярные массы газов, входящих в состав воздуха.
• Также существуют уже готовые таблицы, со средними значениями.

Если производить расчеты, следуя определению, что объемы газов являются пропорциональными их количествам, то мы можем выражать среднюю массу как через объем, так и через количество. Поэтому молярная масса воздуха в химии рассчитывается по формуле, включающей в себя отношение массы вещества к его количеству. В сложных веществах надо найти отдельно массы каждого вещества, которое входит в состав.

Но этот способ расчетов по большей части затрагивает ситуации, когда воздух находится в своем обычном состоянии. Также можно вычислить и массу в других ситуациях.

Формула, по которой рассчитывается молярная масса влажного воздуха является формулой для смеси газов. При расчетах учитываются доли сухого воздуха и водяного пара, а также соответствующее для них давление и молярные массы. Получается формула выглядит как сумма объема с молярной массой водяного пара и объема с молярной массой сухого воздуха.

Известно, что молярная масса воздуха при нормальных условиях — 29 г/моль. Именно такой показатель принят за средний. Но он может колебаться в зависимости от состава воздуха. Поэтому сильные изменения свидетельствуют о нарушениях баланса газов в воздухе. Так если в воздухе будет содержаться 92% азота, то это будет смертельно опасно для человека. Именно поэтому состав воздуха так важен и необходимо его постоянно контролировать. Сейчас, в результате деятельности человека, наблюдается неблагоприятная экологическая картина и во многом она связана с загрязнением воздуха. Именно выбросы в воздух различных веществ нарушают его естественный состав, что приводит к ухудшению условий жизни. Многие экологические проблемы тоже являются уже следствием загрязнения воздуха. Смог, кислотные дожди и изменение состава всей атмосферы.

Всегда ли моль воздуха будет весить ровно столько?

Поскольку воздух представляет собой смесь газов, он представляет собой неустойчивое соединение, в котором точные доли веществ могут изменяться в зависимости от различных условий.

Так, например, содержание в воздухе углекислого газа выше в крупных городах, чем в сельской местности, или тем более в лесах, где он потребляется деревьями, напротив, привносящими в его состав больший процент кислорода. Вообще, состав воздуха в городской среде очень сильно изменен еще и за счет выхлопных газов, работы заводов и предприятий, неравномерной концентрации зеленых и закатанных в бетон и цемент участков, а также промышленных и рекреационных зон.

Другое проявление различий в составе воздуха в разных местах хорошо знакомо альпинистам. Связано оно с тем, что молекулы кислорода имеют большую массу, а потому с высотой его концентрация в воздухе уменьшается. Следовательно, в высокогорных районах кислорода в воздухе содержится намного меньше, чем на равнине или в низине. Концентрация азота в воздухе при этом становится с высотой выше за счет уменьшения концентрации кислорода, так как этот газ имеет меньшую молярную массу, чем молярная масса кислорода. Именно поэтому покорителям горных вершин приходится таскать на себе кислородные баллоны, а у впервые попавшего в горную местность человека может закружиться голова.

Также оказывает влияние на концентрацию газов в воздухе водяной пар. Доля его содержания в воздухе зависит от влажности, температуры, климата, времени года и некоторых других условий. Доля его обычно не слишком значительна, однако может достигать в отдельных местностях нескольких процентов.

Практическое использование

В 1965 году Луис Альварес предложил использовать мюоны, возникающие в земной атмосфере под действием космических лучей, для просвечивания египетских пирамид с целью поиска не обнаруженных пока полостей — погребальных камер. Идея заключалась в том, что с тех направлений, где имеются полости, должен приходить более сильный поток мюонов, поскольку воздух в полостях пропускает больше мюонов, чем известняковые блоки, из которых сделана пирамида. В 1967 году таким образом была изучена около пятой части пирамиды Хафры. Полости обнаружить не удалось. В более поздних работах (2017), опирающихся на три различных метода детектирования мюонов, было установлено, что над Большой галереей пирамиды Хеопса находится 30-метровая полость. Центр камеры располагается на 40—50 метров выше пола «Камеры царицы», по длине она сравнима с Большой галереей.

Этот метод получил дальнейшее развитие в начале XXI века в связи с задачей выявления ядерной контрабанды. Детектирование мюонов, прошедших через груз, позволяет определить наличие в нём тяжёлых элементов, в том числе, свинца, урана и плутония. Более тяжёлые элементы сильнее отклоняют мюоны в актах рассеяния, поэтому, установив газоразрядные детекторы (дрейфовые камеры) сверху и снизу исследуемого объекта и сравнивая треки мюонов в них, можно определить наличие подозрительных элементов.

Этот метод получил название мюонной томографии. Работы по его разработке были начаты в Лос-Аламосской национальной лаборатории в 2003 году под руководством Кристофера Морриса. В 2012 году были проведены первые тесты опытного образца в терминале Фрипорта на Багамских островах. Тесты показали, что оборудование определяет наличие подозрительных материалов с практически стопроцентной надёжностью.

В 2015 году были произведены испытания метода мюонной томографии как метода неразрушающего контроля в электроэнергетике для оценки степени , состояния задвижек и измерения толщин стенок труб.

Теплопроводность углекислого газа

Углекислым газом называют химическое соединение углерода и кислорода. В отличие от чистого углерода или кислорода, содержание углекислого газа в воздухе намного меньше. В нормальных условиях содержание будет равно 0,003% от общего объема воздуха. В молекулы газа входит один атом углерода и два атома кислорода. Для человека повышенный уровень углекислого газа может быть смертельно опасен, ведь он мешает поступлению кислорода в организм.

Углекислый газ также участвует в круговороте веществ и без него невозможны многие процессы. Так живые существа выделяют его в процессе дыхания, а растения, наоборот, при фотосинтезе поглощают этот газ. Он выделяется при горении углеродсодержащих предметов. Поэтому при пожарах нарушается естественный состав воздуха и увеличивается содержание в нем углекислого газа.

Теплопроводность представляет собой процесс равномерного перераспределения энергии. Эта способность является индивидуальной для каждых веществ, их состояний, а также зависит и от внешних факторов. Процесс непосредственно зависит от температуры и давления. Поэтому были разработаны таблицы, в которых показана зависимость этих показателей друг от друга.

В специальных таблицах уже рассчитаны показатели теплопроводности углекислого газа в различных его состояниях и условиях.

На основе этих таблиц можно сделать вывод, что теплопроводность углекислого газа уменьшается при повышении температуры и наоборот увеличивается если повысить давление.

Также состояние газа тоже влияет на эту зависимость. В газообразном состоянии он более теплопроводен как при увеличении давления, так и при повышении температуры, в отличие от конденсированного состояния.

На основе именно этого свойства газа работают приборы, которые измеряют содержание углекислого газа.

13 сейвов Юнссона и упущенные моменты «Манчестер Юнайтед»

Ещё более явным фаворит был во встрече «Манчестер Юнайтед» и «Копенгагена». Подопечные Столе Сольбаккена и без того добились немалого, став первой командой из Дании за 23 года, которой удалось пробиться в четвертьфинал еврокубка.

Дополнительной интриги матчу в Кёльне придавало противостояние двух норвежских тренеров. В конце прошлого века Сольбаккен провёл вместе с Уле-Гуннаром Сульшером 22 матча за национальную команду. Теперь же им предстояло встретиться в новой роли.

В отличие от «Интера» и «Байера», команды сразу начали выступление в ЛЕ. «Копенгаген» вовсе стартовал с раунда плей-офф. В 1/16 финала датский коллектив оказался сильнее «Селтика» (1:1, 3:1), а в 1/8 — прошёл «Истанбул Башакшехир». После поражения на выезде с минимальным счётом подопечные Сольбаккена дома забили в ворота оппонента три безответных мяча.

Также по теме

Поражение «Ромы» от «Севильи», победная серия «Байера» и 10-й гол Хименеса: чем запомнились матчи 1/8 финала Лиги Европы

«Севилья» в Дуйсбурге переиграла «Рому» и выбила итальянский клуб из Лиги Европы. «Вулверхэмптон» с минимальным счётом одолел…

МЮ же в десяти матчах ЛЕ одержал семь побед при двух ничьих и одном поражении. В плей-офф манкунианцы не оставили ни малейшего шанса заметно уступающим в классе «Брюгге» (1:1, 5:0) и ЛАСК (5:0, 2:1).

«Копенгаген» с первых минут встречи в Кёльне продемонстрировал, что не намерен безропотно сдаваться маститому оппоненту. Датская команда ни в чём не уступала английской и надёжно выглядела в обороне.

Причём нельзя сказать, что подопечные Сольбаккена прижимались к собственным воротам — они действовали надёжно и без паники. МЮ ожидаемо больше владел мячом, но практически не проникал внутрь чужой штрафной и в первом тайме отметился лишь двумя ударами в створ. При этом соперник не нанёс ни одного.

В добавленное арбитром время манкунианцам всё же удалось открыть счёт. Мэйсон Гринвуд после скидки партнёра отправил мяч в сетку ворот рикошетом от штанги. Однако французский судья Клеман Турпен отменил гол из-за офсайда.

После перерыва МЮ увеличил давление на ворота соперника и вынудил «Копенгаген» отойти глубоко в оборону. После ударов Бруну Фернандеша и Гринвуда мяч дважды попадал в штангу. Во втором случае Маркус Рашфорд добил его в сетку, но Турпен из-за офсайда не засчитал и второй гол манкунианцев.

Так же уверенно на последнем рубеже «Копенгагена» действовал Карл-Юхан Юнссон. Лишь его великолепные сейвы позволили команде перевести игру в дополнительное время. Опытный швед поймал настоящий кураж. 

Овертайм начался с ещё одного невероятного спасения Юнссона. Голкипер вовремя сократил дистанцию и парировал удар Антони Марсьяля. Однако буквально в следующем эпизоде француза в штрафной сбил Андреас Бьелланд, и Турпен назначил пенальти, хотя нарушение правил не выглядело бесспорным. 

Юнссон был близок и к тому, чтобы отбить выстрел Фернандеша с «точки». Он угадал направление полёта мяча, но немного не дотянулся до него. 

Произошедшее никак не повлияло на игру шведа. В первом дополнительном тайме он спас свою команду ещё в нескольких ситуациях. Всего вратарь совершил 13 сейвов, а его визави Серхио Ромеро — ни одного.

В заключительные 15 минут подопечные Сольбаккена нашли в себе силы, чтобы пойти вперёд. Они полностью взяли мяч под свой контроль, но так и не сумели создать хотя бы один опасный момент.  

Финальный свисток зафиксировал закономерную победу МЮ. Команда впервые за три года вышла в полуфинал Лиги Европы. В 2017-м манкунианцам удалось завоевать трофей благодаря победе в финале над «Аяксом».

История

Мюоны были обнаружены Карлом Андерсоном в 1936 году, во время исследования космических лучей. Он обнаружил частицы, которые при прохождении магнитного поля отклонялись в меньшей степени, чем электроны, но более резко, чем протоны. Было сделано предположение, что их электрический заряд был равен заряду электрона, и для объяснения различия в отклонении было необходимо, чтобы эти частицы имели промежуточную массу (лежащую где-то между массой электрона и массой протона).

По этой причине Андерсон первоначально назвал новую частицу «мезотрон», используя приставку «мезо-» (от греческого слова «промежуточный»). Вскоре после этого были обнаружены другие частицы промежуточной массы и был принят более общий термин мезон для обозначения любой такой частицы. В связи с необходимостью разных обозначений для различных типов мезонов, мезотрон был переименован в «мю-мезон» (от греческой буквы «мю»).
До того, как был открыт пи-мезон, мюон считался кандидатом на роль переносчика сильного взаимодействия, который был необходим в незадолго до того разработанной теории Юкавы. Однако было обнаружено, что мюон не вступает в сильные взаимодействия, и некоторое время (до открытия пи-мезона) это поведение мюона оставалось загадкой.

Вскоре обнаружилось, что мю-мезон значительно отличается от других мезонов (например, его продукты распада включали нейтрино и антинейтрино, а не только либо одно, либо другое, что наблюдалось для других мезонов). Таким образом, мю-мезоны не были мезонами вообще, и термин «мю-мезон» был заменён современным термином «мюон».

В середине 1970-х годов физики-экспериментаторы, работающие в ЦЕРНе, исследовали рассеяние нейтрино на протонной мишени. Согласно тому, что было тогда известно о слабом взаимодействии, они ожидали, что столкновение превратит нейтрино в мюон, а протон в осколки. Они с удивлением обнаружили, что в результате такого столкновения появляются два мюона, отрицательный и положительный.[источник не указан 2371 день]

Это вызвало большую теоретическую дискуссию, которая завершилась объяснением того, как появляется положительный мюон. Столкновение нейтрино и протона производит не только протонные осколки и отрицательный мюон, но и очарованный кварк, который вскоре распадается в странный кварк, мюонное нейтрино и положительный мюон.