Что такое руд в физике: Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение

Что такое руд в физике: Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение — урок. Физика, 9 класс.

alexxlab | 04.02.2023 | 0 | Разное

Содержание

Формула равноускоренного движения в физике

Содержание:

Определение и формула равноускоренного движения
Основные кинематические величины при равноускоренном движении
Примеры решения задач

Определение и формула равноускоренного движения

Определение

Движение, при котором за любые равные промежутки времени скорость меняется на одну величину, называют равнопеременным. Если скорость при этом увеличивается, то такое движение носит название равноускоренного движения.

Равноускоренное движение можно определить еще как движение, при котором модуль касательного ускорения ($a_{\tau}=$ const $>0$).

Основные кинематические величины при равноускоренном движении

Ускорение $\bar{a}$ при равноускоренном движении находят как:

$$\bar{a}=\frac{\bar{v}_{2}-\bar{v}_{1}}{t}(1)$$

где v₂ – конечная скорость, v₁– начальнаяскорость движения, t–время движения. {2}}{l}$

Читать дальше: Формула силы Лоренца.

Равноускоренное движение – материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: виды механического движения, скорость, ускорение, уравнения прямолинейного равноускоренного движения, свободное падение.

Равноускоренное движение – это движение с постоянным вектором ускорения . Таким образом, при равноускоренном движении остаются неизменными направление и абсолютная величина ускорения.

Зависимость скорости от времени.

При изучении равномерного прямолинейного движения вопрос зависимости скорости от времени не возникал: скорость была постоянна в процессе движения. Однако при равноускоренном движении скорость меняется с течением времени, и эту зависимость нам предстоит выяснить.

Давайте ещё раз потренируемся в элементарном интегрировании. Исходим из того, что производная вектора скорости есть вектор ускорения:

. (1)

В нашем случае имеем . Что надо продифференцировать, чтобы получить постоянный вектор ? Разумеется, функцию . Но не только: к ней можно добавить ещё произвольный постоянный вектор (ведь производная постоянного вектора равна нулю). Таким образом,

. (2)

Каков смысл константы ? В начальный момент времени скорость равна своему начальному значению: . Поэтому, полагая в формуле (2), получим:

Итак, константа – это начальная скорость тела. Теперь соотношение (2) принимает свой окончательный вид:

. (3)

В конкретных задачах мы выбираем систему координат и переходим к проекциям на координатные оси. Часто хватает двух осей и прямоугольной декартовой системы координат, и векторная формула (3) даёт два скалярных равенства:

, (4)

. (5)

Формула для третьей компоненты скорости, если она необходима, выглядит аналогично.

)

Закон движения.

Теперь мы можем найти закон движения, то есть зависимость радиус-вектора от времени. Вспоминаем, что производная радиус-вектора есть скорость тела:

Подставляем сюда выражение для скорости, даваемое формулой (3):

(6)

Сейчас нам предстоит проинтегрировать равенство (6). Это несложно. Чтобы получить , надо продифференцировать функцию . Чтобы получить , нужно продифференцировать . Не забудем добавить и произвольную константу :

Ясно, что – это начальное значение радиус-вектора в момент времени . В результате получаем искомый закон равноускоренного движения:

. (7)

Переходя к проекциям на координатные оси, вместо одного векторного равенства (7) получаем три скалярных равенства:

. (8)

. (9)

. (10)

Формулы (8) – (10) дают зависимость координат тела от времени и поэтому служат решением основной задачи механики для равноускоренного движения.

Снова вернёмся к закону движения (7). Заметим, что – перемещение тела. Тогда
получаем зависимость перемещения от времени:

Прямолинейное равноускоренное движение.

Если равноускоренное движение является прямолинейным, то удобно выбрать координатную ось вдоль прямой, по которой движется тело. Пусть, например, это будет ось . Тогда для решения задач нам достаточно будет трёх формул:

где – проекция перемещения на ось .

Но очень часто помогает ещё одна формула, являющаяся их следствием. Выразим из первой формулы время:

и подставим в формулу для перемещения:

После алгебраических преобразований (проделайте их обязательно!) придём к соотношению:

Эта формула не содержит времени и позволяет быстрее приходить к ответу в тех задачах, где время не фигурирует.

Свободное падение.

Важным частным случаем равноускоренного движения является свободное падение. Так называется движение тела вблизи поверхности Земли без учёта сопротивления воздуха.

Свободное падение тела, независимо от его массы, происходит с постоянным ускорением свободного падения , направленным вертикально вниз. Почти во всех задачах при расчётах полагают м/с.

Давайте разберём несколько задач и посмотрим, как работают выведенные нами формулы для равноускоренного движения.

Задача. Найти скорость приземления дождевой капли, если высота тучи км.

Решение. Направим ось вертикально вниз, расположив начало отсчёта в точке отрыва капли. Воспользуемся формулой

Имеем: – искомая скорость приземления, . Получаем: , откуда . Вычисляем: м/с. Это 720 км/ч, порядка скорости пули.

На самом деле капли дождя падают со скоростью порядка нескольких метров в секунду. Почему такое расхождение? Сопротивление воздуха!

Задача. Тело брошено вертикально вверх со скоростью м/с. Найти его скорость через c.

Решение. Направим ось вертикально вверх, поместив начало отсчёта на поверхности Земли. Используем формулу

Здесь , так что . Вычисляем: м/с. Значит, скорость будет равна 20 м/с. Знак проекции указывает на то, что тело будет лететь вниз.

Задача. С балкона, находящегося на высоте м, бросили вертикально вверх камень со скоростью м/с. Через какое время камень упадёт на землю?

Решение. Направим ось вертикально вверх, поместив начало отсчёта на поверхности Земли. Используем формулу

Имеем: так что , или . Решая квадратное уравнение, получим c.

Горизонтальный бросок.

Равноускоренное движение не обязательно является прямолинейным. Рассмотрим движение тела, брошенного горизонтально.

Предположим, что тело брошено горизонтально со скоростью с высоты . Найдём время и дальность полёта, а также выясним, по какой траектории происходит движение.

Выберем систему координат так, как показано на рис. 1.

Рис. 1. Горизонтальный бросок

Используем формулы:

В нашем случае . Получаем:

. (11)

Время полёта найдём из условия, что в момент падения координата тела обращается в нуль:

Дальность полёта – это значение координаты в момент времени :

Уравнение траектории получим, исключая время из уравнений (11). Выражаем из первого уравнения и подставляем во второе:

Получили зависимость от , которая является уравнением параболы. Следовательно, тело летит по параболе.

Бросок под углом к горизонту.

Рассмотрим несколько более сложный случай равноускоренного движения: полёт тела, брошенного под углом к горизонту.

Предположим, что тело брошено с поверхности Земли со скоростью , направленной под углом к горизонту. Найдём время и дальность полёта, а также выясним, по какой траектории двигается тело.

Выберем систему координат так, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Бросок под углом к горизонту

Начинаем с уравнений:

В нашем случае . Получаем:

Дальше действуем так же, как и в случае горизонтального броска. В результате приходим к соотношениям:

(Обязательно проделайте эти вычисления самостоятельно!) Как видим, зависимость от снова является уравнением параболы.Попробуйте также показать, что максимальная высота подъёма определяется формулой:

Рудные минералы: что такое рудные минералы?

Рудные минералы. Авторы изображения: bonchan/shutterstock

Рудные минералы

Руда — это природное образование горных пород или отложений, содержащих достаточное количество минералов с экономически важными элементами, обычно металлами, которые можно извлекать из месторождения с экономической точки зрения. Руды добываются путем добычи полезных ископаемых с земли; затем они очищаются (часто путем плавки) для извлечения ценных элементов.

Качество руды и плотность породы или металлической руды, а также тип ее залегания могут напрямую влиять на затраты на добычу руды. Поэтому необходимо сопоставить стоимость добычи с ценностью металла, содержащегося в породе, чтобы определить, какая руда может быть переработана, а какая руда имеет слишком низкое содержание, чтобы ее можно было добывать.

Металлические руды обычно представляют собой оксиды, сульфиды, силикаты или самородные металлы (такие как самородная медь), которые обычно не концентрируются в земной коре, или благородные металлы (обычно не образующие соединений), такие как золото. Чтобы удалить интересующие элементы из отходов и кристаллов руды, руды должны быть извлечены. Разнообразные геологические процессы формируют рудные тела. Процесс образования руды называется генезисом руды.

Классификация рудных минералов

Руда Месторождения полезных ископаемых классифицируются в соответствии с различными критериями, которые были установлены в результате изучения экономической геологии или генезиса полезных ископаемых. Типичными являются приведенные ниже классификации.

Гидротермальные эпигенетические месторождения

Мезотермальные жильные месторождения золота, типичным примером которых является Золотая Миля, Калгурли
Архейский конгломерат содержал золото-урановые месторождения, типичным примером которых является озеро Эллиот, Онтарио,
Канада и Витватерсранд, Южная Африка
Месторождения золота карлинского типа, в том числе;
Месторождения эпитермальных штокверковых жил

Гидротермальные месторождения, связанные с гранитом

IOCG или железоокисно-медно-золотые месторождения, типичным примером которых является сверхгигантское Cu-Au-U месторождение Olympic Dam
Медно-порфировые +/- золото +/- молибден +/- месторождения серебра
Интрузивные медно-золотые +/- (олово-вольфрамовые), типичным примером которых являются месторождения Надгробие, Аризона
Месторождения гидромагматических магнетитовых железных руд и скарнов
Скарновые рудные месторождения меди, свинца, цинка, вольфрама и т. д.

Магматические месторождения

Магматические месторождения никеля, меди, железа и платиноидов, включая
– Кумулятивные ванадиевые или платиносодержащие магнетит или хромит
– Кумулятивные месторождения титана (ильменита) в твердых породах – Субвулканический фидерный подтип, типичный для Норильск-Талнаха и пояса Томпсона, Канада
– Интрузивно-связанный Ni-Cu-PGE, типичный для залива Войзи, Канада и Цзиньчуань, Китай
Месторождения латеритной никелевой руды, примеры включают Горо и Акойе (Филиппины) и Равенсторп, Западная Австралия.

Вулканические месторождения

Вулканические массивные сульфиды (VHMS) Cu-Pb-Zn в том числе;
Примеры: Teutonic Bore и Golden Grove, Западная Австралия.
— Besshi, тип
— Kuroko, тип

Метаморфически переработанные месторождения

Подиформные серпентинитсодержащие парамагматические оксидно-железо-хромитовые месторождения, типичным примером которых является Savage River, железная руда Тасмании, месторождение хромита Coobina
Broken Hill Type Pb-Zn-Ag, считается классом переработанных месторождений SEDEX

Карбонатит-щелочные магматические родственные

Фосфор-танталит-вермикулит (Фалаборва, Южная Африка)
Редкоземельные элементы – Маунт-Велд, Австралия и Баян-Обо, Монголия
Алмаз Diatreme, содержащийся в кимберлите, лампроите или лампрофире

Осадочные месторождения

Месторождения железных руд полосчатой формации, в т. ч.
Месторождения тяжелых минеральных песчаных руд и другие месторождения, вмещающие песчаные дюны
Месторождения россыпного золота, алмазов, олова, платины или черного песка
Тип месторождения аллювиального оксида цинка: единственный пример Skorpion Zinc

Осадочные гидротермальные месторождения

SEDEX
– Свинцово-цинково-серебряные, типичные для Red Dog, реки МакАртур, Маунт-Айза и т. д.
– Медь в стратиформных аркозах и сланцах, типичная для Замбийского медного пояса.
– стратиформный вольфрам, типичный для месторождений Эрцгебирге, Чехословакия
– эксгаляционные спилито-кремнистые месторождения золота
Цинк-свинцовые месторождения типа долины Миссисипи (MVT)
Месторождения гематитовой железной руды измененной формации полосчатого железа

Руды, связанные с астроблемой

Никель и медь бассейна Садбери, Онтарио, Канада

Добыча руды

Базовая добыча рудных месторождений состоит из следующих этапов:

Разведка или разведка с целью обнаружения, а затем определения объема и стоимости руды в месте ее нахождения («рудное тело»)
Проведение оценки ресурсов для математической оценки размера и качества месторождения
Провести предварительное технико-экономическое обоснование для определения теоретических экономических показателей рудного месторождения. Это позволяет на раннем этапе определить, оправданы ли дальнейшие инвестиции в оценку и инженерные исследования, а также определить основные риски и области для дальнейшей работы.
Провести технико-экономическое обоснование для оценки финансовой жизнеспособности, технических и финансовых рисков и надежности проекта и принять решение о разработке или отказе от предложенного горнодобывающего проекта. Это включает в себя планирование горных работ для оценки экономически извлекаемой части месторождения, металлургию и извлекаемость руды, товарность и платежеспособность рудных концентратов, затраты на проектирование, переработку и инфраструктуру, потребности в финансах и акционерном капитале, а также анализ возможного рудника от колыбели до могилы, от первоначальных раскопок до рекультивации.
Разработка для создания доступа к рудному телу и зданию шахтных установок и оборудования
Работа шахты в активном смысле
Рекультивация с целью сделать землю, на которой располагалась шахта, пригодной для использования в будущем

Примеры рудных минералов

Акантит (охлажденный полиморф аргентита): Ag2S для производства серебра
Барит: BaSO4
Бокситы Al(OH)3 и AlOOH, высушенные до Al2O3 для производства алюминия
Берилл: Be3Al2(SiO3)6
Борнит: Cu5FeS4
Касситерит: SnO2
Халькоцит: Cu2S для производства меди
Халькопирит: CuFeS2
Хромит: (Fe, Mg)Cr2O4 для производства хрома
Киноварь: HgS для производства ртути
Кобальтит: (Co, Fe)AsS
Колумбит-танталит или колтан: (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6
Доломит: CaMg(CO3)2
Галенит: PbS
Самородное золото: Au, обычно связанное с кварцем или в виде россыпных месторождений
Гематит: Fe2O3
Ильменит: FeTiO3
Магнетит: Fe3O4
Малахит: Cu2CO3(OH)2
Молибденит: MoS2
Пентландит: (Fe, Ni) 9S8
Пиролюзит: MnO2
Шеелит: CaWO4
Сперрилит: PtAs2 для производства платины
Сфалерит: ZnS
Уранинит (настуран): UO2 для производства металлического урана
Вольфрамит: (Fe, Mn)WO4

Руды и минералы – Введение, извлечение, обогащение и различия

Земная кора содержит некоторые природные компоненты, называемые минералами, в которых обнаружены соединения металлов. Можно сказать, что руды — это такие полезные ископаемые, из которых можно экономично и легко извлекать металл. Металлы не всегда находятся в свободном состоянии. Такие металлы, как калий, натрий, кальций, магний и т. д., находятся в комбинированном состоянии. Из этих соединений металлов необходимо извлечь чистую форму металлов. Следует иметь в виду, что все руды являются минералами, но не все минералы являются рудами.

Как добывают руду?

Процесс извлечения металла из руды известен как металлургия. Руда обычно связана с земными примесями, такими как песок, камни и известняк, известный как пустая порода или матрица. Вещество, добавляемое в руду для удаления примесей, называется флюсом. Сочетание пустой породы с флюсом в рудах образует легкоплавкий материал, называемый шлаком.

Обогащение руды – это процесс удаления пустой породы из руды. В зависимости от характера процедуры ее можно проводить следующими способами.

Гравитационная сепарация. Этот метод основан на разнице в плотности частиц руды и пустой породы.
Магнитная сепарация. При этой операции порошкообразная руда проходит по конвейерной ленте, которая проходит по двум роликам, один из которых является магнитным. Магнитные частицы притягиваются к магнитному ролику и падают первыми, а затем немагнитные частицы.
Процесс пенной флотации. Этот метод основан на различии смачивающих свойств руды и частиц пустой породы. Метод пенной флотации используется исключительно для сульфидных руд.
Метод выщелачивания. Измельченная бокситовая руда обрабатывается буровым раствором и концентрированным раствором гидроксида натрия. Руда растворяется в гидроксиде натрия с образованием алюмината натрия, а кремнезем растворяется с образованием силиката натрия. Остальные примеси остаются нерастворенными и позже отфильтровываются. Этот процесс используется, когда частицы руды растворимы в таком растворителе, в котором нельзя растворить частицы пустой породы.

Прочие способы добычи руд –

Дробление и измельчение. Дробление и измельчение обычно осуществляют в виде последовательности операций, посредством которых размер кусков постепенно уменьшается. Целью этого метода является уменьшение размера частиц и удаление примесей. Существует 3 стадию дробления:

Первичная раздавливание
Вторичное раздавьевание
Третичный раздавка

.0005

Все элементы обладают определенными физическими и химическими свойствами. Наиболее активными металлами являются калий (k), натрий (Na), кальций (Ca), магний (Mg), алюминий (Al), железо (Fe), ртуть (Hg), медь (Cu), серебро (Ag), и т. д.

Извлечение руды из высокореакционноспособных металлов –

Кальцинирование – Кальцинирование представляет собой процесс, который включает нагревание руды в отсутствие воздуха для удаления воды из гидратированного оксида при температуре ниже точки плавления.
Обжиг. Обжиг представляет собой процесс, при котором руда обжигается до температуры ниже точки ее плавления, обычно в присутствии воздуха.
Плавка – Плавка представляет собой процесс восстановления оксидной руды углеродом при высокой температуре.

Важные металлы и их руды

.0285

Sodium	Chile Saltpeter	NaNO ₃
Calcium	Dolomite	CaCO ₃
Aluminum	Бокситы	Al ₂ O ₃
Калий	7 Нитр	KNO ₃

Magnesium	Magnesite	MgCO ₃
Strontium	Silestone	SrSO ₄
Серебро	Рог Серебро	AgCl

Разница между рудой и минералами

Минералы — это встречающиеся в природе вещества металлов, присутствующие в земной коре, называемые минералами.

TOP HEADLINES