Стальной
шарик диаметром 1 мм падает с постоянной скоростью 0,185 см/с
в большом сосуде, наполненном касторовым маслом. Выполните задания.
1) Определите силу тяжести, действующую на стальной шарик, плотность
стали 7800 кг/м3, примите g = 10 м/с2.
2) Определите силу Архимеда, плотность касторового масла 900 кг/м^3.
3) Можно ли утверждать, что сила тяжести равна сумме сил Архимеда
и Стокса? Запишите соотношение сил.
4) Изобразите силы, действующие на шарик.
5) Определите силу Стокса.
6) Определите динамическую вязкость касторового масла.
Если мы пренебрегаем трением, то вдоль поверхности наклонной плоскости (параллельно ей) на тело действует только проекция силы тяжести. Значение данной проекции: F=m*g*sinα. Согласно второго закона Ньютона, эта сила определяет ускорение тела вдоль поверхности наклонной плоскости: a=F/m. Подставим F, получим: a=m*g*sinα/m=g*sinα.Длина пути : S=h/sinα (из прямоугольного треугольника). Также, если считать, что тело начинает соскальзывать из состояния покоя, то можно длину пути выразить как: S=a*t²/2. Выразим отсюда время соскальзывания: t=√((2*S)/a). Подставляем выражение для ускорения, полученное из второго закона Ньютона: t=√((2*S)/(g*sinα))=
Подставив выражение для S, получим: t=√((2*h)/(g*sin²α))=√((2*10)/(10*0,5*0,5))=√(20/2,5)=√8=2√2 сек=2,82 сек.
Q2=P2*t2=c*T2 - тепло полученное конечном нагреве
Q3=P3*t3=c*T3 - тепло, которое надо получить при нагреве неизвестным нагревателем
P1=P;
P2=2*P - мощность второго нагревателя больше в 2 раза
T1=T2=T - изменение температуры одинаково при двух нагревах
T3=Т1+Т2 = 2*T - изменение температуры при нагреве неизвестным нагревателем должно быть таким-же
P3 = ?
Q1=P*t1=c*T
Q2=(2*P)*t2=c*T
Q3=P3*(t1+t2)=c*(2*T)
P*t1=c*T
2*P*t2=c*T
P3*(t1+t2)=c*(2*T)
t1=c*T/P
t2=c*T/(2*P)
P3*(c*T/P + c*T/(2*P))=c*(2*T)
P3=2*P/(1/1+1/2)
P3=2*P/(3/2)
P3=4*P/3 = 4*600/3 Вт = 800 Вт