Чем больше энергия тела, тем большую работу тело может совершить. Например, работа силы упругости пружины. Возьмем две пружины одинаковой жесткости. Прикрепим их на дверь. Сожмем их по-разному (по-разному отклонив дверь, сжимая пружину). Наши системы дверь-пружина накопили энергию. Теперь отпустим, высвободив энергию. Там, где пружина была сжата больше, высвободилась большая энергия и дверь сильнее и быстрее захлопнулась, совершив работу по перемещению двери в исходное положение. Значит работа и энергия связаны.
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
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
Например, работа силы упругости пружины.
Возьмем две пружины одинаковой жесткости. Прикрепим их на дверь. Сожмем их по-разному (по-разному отклонив дверь, сжимая пружину). Наши системы дверь-пружина накопили энергию. Теперь отпустим, высвободив энергию. Там, где пружина была сжата больше, высвободилась большая энергия и дверь сильнее и быстрее захлопнулась, совершив работу по перемещению двери в исходное положение. Значит работа и энергия связаны.
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