1)Согласно формуле гидростатического давления (давление жидкостей): P=ρ*g*h где ρ - плотность вещества (кг/м³), g - ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с²). h - высота столба жидкости (м).
Вычислим: плотность воды p = 1000 кг/м³.
P=1000*9,8*50=490 КПа.
2)Силы которые давят на поршень пропорциональны площадям.
F1/F2=S1/S2 Сила воздействия на поршень равна весу гири. F1=P1=m1*g F2=P2=m2*g подставляем формулу веса m1*g/m2*g=S1/S2 m1/m2=S1/S2 находим вес второй гири m2=m1*S2/S1 m2=4кг * 200см2 / 20см2=40кг
Чтобы знать общую скорость, нужно знать направление их общей скорости после столкновения. Чей импульс больше - в ту сторону и покатятся.
p1=m1*V1=6
p2=m2*V2=2
Следовательно, они покатятся в сторону тележки 1.
По закону сохранения импульса: импульс ДО равняется импульсу ПОСЛЕ.
Импульс ДО в векторном виде: m1V1+m2V2
Импульс ПОСЛЕ в векторном виде: (m1+m2)*Vобщ
Спроецируем на ось ОХ (ось направляем вправо - в сторону движения 1 тележки): m1V1-m2V2=(m1+m2)*Vобщ => Vобщ=(p1-p2)/(m1+m2)= 1 м/с
Теперь можно найти количество теплоты.
Q=дE (количество теплоты равняется "дельта" (то есть, разности начальной и конечной) энергии):
дE=Ek1-Ek2. Потенциальную энергию не учитываем, так как относительно земли тележки не меняли высоту.
Ek1=m1V1^2/2 + m2V2^2/2
Ek2=(m1+m2)*Vобщ^2/2
дЕ=m1V1^2/2 + m2V2^2/2 - (m1+m2)*Vобщ^2/2 = 6 Дж
Вычислим: плотность воды p = 1000 кг/м³.
P=1000*9,8*50=490 КПа.
2)Силы которые давят на поршень пропорциональны площадям.F1/F2=S1/S2
Сила воздействия на поршень равна весу гири.
F1=P1=m1*g
F2=P2=m2*g
подставляем формулу веса
m1*g/m2*g=S1/S2
m1/m2=S1/S2
находим вес второй гири
m2=m1*S2/S1
m2=4кг * 200см2 / 20см2=40кг