Прямоугольная баржа длиной 20 метров, шириной 56 метров, погрузилась дополнительно на 10 см когда на неё борт был взят трактор. Определите вес трактора.
Необходимо совершить работу против силы Архимеда, которая будет возрастать при погружении. V = a³ => a = ∛V = ∛8 = 2 см - ребро кубика масса кубика m = ρст*V = 7,8 г/см³*8 см³ = 62,4 см³ Определим на сколько погружен кубик, когда плавает ρрт*g*Vпчт = ρст*V*g => Vпчт = ρст*V/ρрт = 7,8 г/см³*8 см³/13,6 г/см³ ≈ 4,60 см³ Vпчт - объем погруженной части тела площадь кубика - S = 2*2 = 4 см² => глубина погружения h = Vпчт/S = 4,60 см³/4 см² = 1,15 см Таким образом кубик необходимо погрузить на Δh = 2 - 1,15 = 0,85 см ПЕРЕМЕННОЙ силой. Эта задача схожа с задачей вычисления потенциальной энергии силы упругости. Fa ~ x => Fa = kx₁ = mg, x₁ = 1,15 см вычислим k = mg/x₁ = 62,4*10⁻³ кг *9,8 Н/кг / (1,15*10⁻² м) ≈ 53,2 Н/м Вычислим работу которая совершается против силы Архимеда и равна изменению потенциальной энергии взятой с противоположным знаком. За нулевой уровень примем положение плавающего кубика, тогда х₁ = 0, а х₂ = 0,85 см, ось направим вниз Aa = - ΔП = - k/2 * (x₂² - x₁²) = - k*x₂²/2 Работа внешней силы А = - Аа = kx₂²/2 = 53,2 Н/м * (0,85*10⁻² м)² / 2 ≈ 1,9*10⁻³ Дж = 1,9 мДж
Объяснение:
Sк=0,0012м²
m=6000т
Pп - ?
Давление оказываемое на рельсы
Р=F/S,
Здесь ,
Сила тяжести
F=mg,
g=10н/кг
m1=6000т общая масса поезда . Считаем что состав состоит из n=100 четырёхосных вагонов с массой m2=m1/n=6000/100=60т
У вагона 8 колес. Тогда площадь соприкосновения колес с рельсами.
S1=Sk×8=0,0012×8=0,0096м²,
Сила тяжести 1 вагона
F=m2×g=60×10=600кН ,
Давление оказываемое колёсами на рельсы 1 вагона:
P=F/S1=600/0,0096=62500кПа=62,5 МПа ,
Давление оказываемое колёсами на рельсы составом из 100 вагонов.
Рп=62,5×100=6250 МПа
V = a³ => a = ∛V = ∛8 = 2 см - ребро кубика
масса кубика m = ρст*V = 7,8 г/см³*8 см³ = 62,4 см³
Определим на сколько погружен кубик, когда плавает
ρрт*g*Vпчт = ρст*V*g => Vпчт = ρст*V/ρрт = 7,8 г/см³*8 см³/13,6 г/см³ ≈ 4,60 см³
Vпчт - объем погруженной части тела
площадь кубика - S = 2*2 = 4 см² => глубина погружения h = Vпчт/S = 4,60 см³/4 см² = 1,15 см
Таким образом кубик необходимо погрузить на Δh = 2 - 1,15 = 0,85 см
ПЕРЕМЕННОЙ силой. Эта задача схожа с задачей вычисления потенциальной энергии силы упругости.
Fa ~ x => Fa = kx₁ = mg, x₁ = 1,15 см
вычислим k = mg/x₁ = 62,4*10⁻³ кг *9,8 Н/кг / (1,15*10⁻² м) ≈ 53,2 Н/м
Вычислим работу которая совершается против силы Архимеда и равна изменению потенциальной энергии взятой с противоположным знаком. За нулевой уровень примем положение плавающего кубика, тогда х₁ = 0, а х₂ = 0,85 см, ось направим вниз
Aa = - ΔП = - k/2 * (x₂² - x₁²) = - k*x₂²/2
Работа внешней силы А = - Аа = kx₂²/2 = 53,2 Н/м * (0,85*10⁻² м)² / 2 ≈ 1,9*10⁻³ Дж = 1,9 мДж