Автомобиль массой 7,12 при трогании с места проходит пусть 97 за время 14,2. Коэффициент сопротивления движению равен 0,06 . Найти: 1) скорость v в конце разгона; 2) приобретенную кинетическую энергию Ek ; 3) работу A mp по преодолению трения ; 4)среднюю полезную мощность
11,6 м
Объяснение:
Дано:
H = 4,5 м
R = 6,5 м
n = 1,33 - показатель преломления воды.
_____________
Rmax - ?
Сделаем чертеж.
Световые лучи обладают свойством обратимости. Поэтому будем считать, что на дне находится точечный источник света в точке S. Причем из этой точки лучи уже не выходят на поверхность (угол α - предельный угол полного внутреннего отражения)
Вычислим величину этого угла:
α = arcsin (1/n) = arcsin (1/1,33) ≈ 48,75°
Из треугольника ASO имеем:
tg α = x / H
x = H·tg α = 4,5·tg 48,75° ≈ 4,5·1,14 ≈ 5,1 м
Тогда:
Rmax = R + x = 6,5 +5,1 = 11,6 м
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН