Стеклянный шарик радиуса 3~см поместили в вертикальный цилиндрический сосуд радиуса 20~см, наполненный водой и вращающийся с угловой скоростью Ωвокруг оси симметрии цилиндра. После установления равновесия сосуд, вода в сосуде и шарик вращаются с одинаковой угловой скоростью 5~рад/с, а шарик находится на дне у вертикальной стенки вращающегося сосуда. Найдите величину силы, с которой шарик действует на сосуд. Плотность стекла 2,5~г/см^3, плотность воды 1~г/см^3. Ускорение свободного падения 10~м/с^2
ответ: 23,3 м/с
Объяснение:
Средняя скорость тела вычисляется по формуле
v(ср) = l(общ) / t(общ), где
l(общ) — весь путь, пройденный телом, t(общ) — всё время движния тела.
Весь пройденный телом путь можно найти, сложив расстояния, пройденные им при движении с разными скоростями, то есть
l(общ) = s1 + s2 + s3, где
s1, s2, s3 — пути, пройденные телом при движении со скоростями 10, 20 и 30 м/с соответственно.
Путь, пройденный телом с постоянной скоростью v за время t, можно рассчитать по формуле
s = vt
Расстояние, пройденное телом при движении со скоростью 10 м/с равно
s1 = 10 м/с * 10 с = 100 м,
при движении со скоростью 20 м/с —
s2 = 20 м/с * 20 с = 400 м,
при движении со скоростью 30 м/с —
s3 = 30 м/с * 30 с = 900 м.
Тогда
l(общ) = 100 м + 400 м + 900 м = 1400 м.
Общее время движения тела — это сумма временных промежутков, в течение которых тело двигалось со скоростями 10, 20 и 30 м/с.
t(общ) = 10 с + 20 с + 30 с = 60 с
Тогда средняя скорость тела:
v(ср) = 1400 м / 60 с ≈ 23,3 м/с
F Архимеда = ρ воздуха* g * V
Просто подъемная сила гелиевого шара будет меньше подъемной силы водородного шара
F под = F архимеда - mo*g
mo - масса полезного груза + масса оболочки шара + МАССА ГАЗА =
= m+ρ*V
Но масса газа зависит от ПЛОТНОСТИ, то подъемная сила гелиевого шара будет меньше, чем водородного
Запишем формулу вычисления подъемной силы:
F под = F Архимеда - (m + ρV)*g где ρ - плотность газа (водорода или гелия)