Električna struja 1. Električni grijač sastoji se od zavojnice koja se ...

Električna struja1. Električni grijač sastoji se od zavojnice koja se uroni u vodu koju treba zagrijati. Ako se taj grijačspoji u seriju s otpornikom otpora R na izvor od 220 V i zavojnica uroni u 1 kg vode temperature 20 °Cpotrebno je 10 min. Da dođe do vrenja. Kad se ista zavojnica spoji sama na izvor i uroni u vodu istogvolumena i temeprature, voda zavrije za 7 min. a) U kojem slučaju grijač ima vedu snagu i koliko onaiznosi? b) Koliki je otpor R? (c voda = 4200 Jkg -1 °C -1 )R: a) Grijač ima vedu snagu kad je direktno spojen na izvor P = 800 W)b) R = 25.9 Ω2. Graf pokazuje ovisnost otpora R o duljini vodiča A i B, napravljenog od istog materijala. Što možetezaključiti iz grafikona, koji vodič ima vedi poprečni presjek? Obrazložite svoj odgovor.AR / omBl / cm3. Nalaziš se s prijateljima u planinama. Hladno je, oko 15 °C, pa ste odlučili skuhati puni lonac juhekoristedi mali električni štednjak. Lonac ima polumjer dna koji iznosi 0.1 m i visok je 0.15 m. Prijenego što ste uključili štednjak, proučili ste uputstva i vidjeli da ploča na kojoj dete kuhati ima otpor od35 Ω i da radi na naponu od 220 V, te da korisnost kuhala iznosi 75 %. Bududi da se juha uglavnomsastoji od vode, pretpostavi da ima specifični toplinski kapacitet od 4200 J/kgK i jednaku gustodu kaovoda. Koliko vremena treba da se juha zagrije od 15 °C do vrenja?R: t = 27 min

R / om4. Žarna nit žarulje (60 W, 220 V) napravljena je od duge volframove žice poprečnog presjeka 2 · 10 -9m 2 i otpornosti (ρ) 5.3 · 10 -8 Ωm na sobnoj temperaturi koja iznosi 25 °C. Otpor te žarne niti ovisi otemperaturi kao što je prikazano na grafu.a) Kolika je duljina žarne niti na sobnoj temperaturi?b) Odredi radnu temperaturu žarne niti kad je žarulja priključena na 220 V?c) Koliko puta je otpor žarne niti vedi na radnoj nego na sobnoj temperaturi?R: a) l = 1.89 mb) t radna = 2400°C (priznaje se t radna = 2375-2425 °C)c) R radna / R sobna = 16.14100090080070060050040030020010000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600t / 0 C5. Dvije žice načinjene su od jednakih količina srebra ali tako da jedna žica ima dvostruko vedipromjer. Kako se odnose otpori tih žica?R: R 1 /R 2 = 1/16Energija, toplina, unutarnja energija i temperatura6. Jednog dana rimski car je odredio da svih 45000 gledatelja u Koloseumu u pauzi izmeđugladijatorskih borbi popiju vrudi čaj, iako je bio topao proljetni dan s temperaturom 25 °C. Da bi se tošto brže i lakše napravilo svim gledateljima su dana zrcala koja su oni postavili tako da se sunčevasvjetlost reflektrira prema velikom spremniku punom vode u obliku kvadra duljine 4 m, širine 3 m ivisine 1 m. Koliko vremena je potrebno dok je voda proključala ako je efektivna površina zrcala 0.1m 2 . Zrcalo površine 1 m 2 prenese 1000 J sunčeve energije u 1 s. Specifični toplinski kapacitet vodeiznosi 4200 J/kgK, a gustoda 1 g/cm 3 .R: t = 14 min

7. (a) Na termometru udaljenost između položaja žive kod ledišta vode i vrelišta vode iznosi 20 cm.Na kojoj de udaljenosti od vrelišta vode biti živa kod temperature od 85 °C?(b) Izvanzemaljci slete na Zemlju. Na njihovoj temperaturnoj skali ledište vode je na 0 °Z, a vrelištevode na 250 °Z (°Z su jedinice njihove temperaturne skale). Temperatura zraka na mjestu gdje susletili iznosi 60 °Z. Kolika je ta temperatura u Celzijevim stupnjevima?R: a) l = 3 cmb) t = 24 °C8. Lopta mase 100 g padne na tlo s visine 1.6 m i odskoči do visine 1.12 m. Izračunajte postotakenergije koja je prešla u unutrašnju energiju lopte i tla. Od te energije u unutrašnju energiju lopteprijeđe jedna petina. Koliko puta bi trebalo pustiti loptu s iste početne visine da se zagrije za 1 °C?(c lopte = 960 J/kgK)R: N = 1000 puta9. U labaratorijsku čašu uspemo 300 g olovne sačme do oznake 50 cm 3 . Gustoda olova je 11.4 g/cm 3 .Sačmu do vrha prelijemo alkoholom gustode 0.72 g/cm 3 . Čašu s tom smjesom zatim 2 minutezagrijavamo na grijaču snage 20 W. Specifični toplinski kapacitet olova je 130 J/kgK, a alkohola 2500J/kgK. Odredite promjenu temperature smjese uz pretpostavku da nema gubitaka energije.R: Δt = 29.4°C10. Električnim grijačem priključenim na napon od 220 V teče struja od 4 A. Kolika je korisnost grijačaako 2 litre mlijeka zagrije od 20 °C na 90 °C za 15 minuta? Specifični toplinski kapacitet mlijeka iznosi3900 J/kgK, anjegova gustoda 1030 kg/m 3 .R: η = 71 %Mehanika11. Automobli mase 1 t uspinje se cestom. Za 30 s prevali put od 600 m i podigne se vertikalno za 30m. Sila trenja između kotača i ceste je 600 N. Kolika je snaga motora?R: P = 22 kW12. Dugačko ravnalo mase 10 g leži na horizontalnom stolu tako da su 11/20 duljine ravnala na stolu.Kukac sleti na dio ravnala koji leži na stolu i počne hodati prema drugom rubu ravnala. Kolika jemaksimalna masa koju kukac smije imati, a da ravnalo ne padne kad kukac dođe do njegova kraja?R: m kukac = 1.11 g

h/cm13. Na tlačnu oprugu (ona koja smanjuje svoju duljinu djelovanjem sile) djeluje sila. Ovisnost visineopruge o sili prikazana je na grafu. Odredite visinu opruge ako na nju stavimo uteg mase 40 dag.30201000 1 2 3 4 5 6F/N14. Puna kutija šibica dimenzija 50 mm x 36 mm x 15 mm sadrži 45 šibica od kojih svaka ima masu 0.1g. Prazna kutija šibica ima masu 3.7 g.(a) Kolika je masa pune kutije šibica?(b) U kojem položaju puna kutija šibica djeluje na podlogu najvedim tlakom? Izračunajte tlak.(c) Koji je najmanji tlak kojim prazna kutija šibica može djelovati na podlogu?R: a) 0.0082 kgb) p puna = 151.85 Pac) p prazna = 20.56 Pa15. Tijekom razgovora tlak zvučnog vala koji dolazi na ušni bubnjid površine 0.52 cm 2 iznosi približno0.02 Pa. Koščice koje se nalaze u srednjem uhu djeluju kao poluga. Na kraju srednjeg uha premauutarnjem uhu nalazi se membrana površine 0.026 cm 2 . Sila na membranu 1.5 puta veda je od sile nabubnjid. Koliko se puta poveda tlak prolaskom kroz srednje uho?R: p membrana /p bubnjid = 30