Наблюдатель, находящийся на расстоянии 2 км 190 м от источника звука, слышит звук, пришедший по воздуху, на 4,5 с позднее, чем звук от того же источника, пришедший по воде. Скорость звука в воздухе равна 341 м/с.
С точностью до десятых определи скорость звука в воде.
Допустим, что молекула летает от одной стенки до противоположной и обратно.
Изменение импульса молекулы во время пролета на расстояние d равно 2*m*u, а время пролета равно d/u, следовательно изменение импульса за единицу времени равно 2*m*u*u/d. Площадь стенки S=d*d, следовательно давление, оказываемое молекулой на стенку равно 2*m*u*u/V. Теперь учтем, что молекула может двигаться в любом из трех направлений, то есть квадрат ее скорости равен одной третьей от среднеквадратичной скорости. К тому же есть еще противоположная стенка, о которую молекуле тоже приходится ударяться. Таким образом, среднее давление, оказываемое одной молекулой в полости объема V равно (1/3)*m*U*U/V, а полное давление соответственно P=(1/3)*m*U*U*n
теперь надо подставить численные значения:
n=2.7*10^25 молекул в кубическом метре, U=400 м/с,
m=32 грамма / число Авогадро = 5.33*10^-26 кг.
отсюда давление P=76.8 кП (килопаскалей) - чуть ниже атмосферного.
E = mV²/2
E/Q = 0,8, где Q - количество теплоты, которое перешло во внутр. энергию шара.
Отсюда E = 0,8*Q
mV²/2 = 0,8*c*m*2,5°C
Поскольку масса стоит в обоих случаях в числителе сокращаем ее и получаем:
V²/2 = 0,8*140 Дж/(кг*°С)*2,5°C
V² = 560
V = √560
Если мы приравняем кин. энергию к потенциальной, найдем, что скорость равна √(2gh) - это то же самое, что и √560
Поэтому √(2gh) = √560
2gh = 560
20h = 560
h = 28 м
ответ: 28 м