Астрономы повседневно находят новые звёзды и планеты при различных телескопов. Наблюдая за взаимодействием и движением планет и звёзд, астрономы определяют их различные характеристики, например радиус, скорость движения и вращения, изменение траектории под воздействием других небесных тел и т. п. Из полученных величин они рассчитывают некоторые другие характерные величины, такие, например, как массу, объём, плотность, ускорение свободного падения. Учёные открыли новую планету XRBC-4535, радиус которой равен 7,7 тыс. километров, а масса которой составляет 5,4⋅1023 кг
1) определение массы яблока. Если шкала весов проградуирована в килограммах или граммах, то получаем первую искомую величину, - массу яблока. Если шкала весов в Ньютонах (пружинные весы), то массу яблока узнаем из формулы:
m = P/g, где Р - вес яблока, g - ускорение свободного падения.
2) определение объема яблока. Необходим сосуд со шкалой объема, достаточно большой, чтобы в него яблоко поместилось целиком.(см. рис.)
Наливаем воду примерно до половины. Фиксируем объем V₁. Затем опускаем в воду яблоко так, чтобы оно полностью погрузилось в воду.
Фиксируем объем V₂. Искомый объем яблока:
V = V₂ - V₁
Следует обратить внимание на то, что объем воды в данной мензурке измеряется в миллилитрах или в см³.
3) по формуле ρ = m/V находим плотность яблока в г/см³.
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа