З кошика повітряної кулі, що спускається з постійною швидкістю 2 м/с, кинули вертикально вгору м'ячик зі швидкістю 5 м/с відносно точки на поверхні Землі. Через який час м'ячик, падаючи вниз, пролетить повз кошик?
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
4 литра пресной воды имеют массу в 4 кило. Удельная теплоёмкость воды составляет 4200 Дж на кг на град. Теплоёмкость 4 кило воды равна m*C = 4*4200 = 16800 Дж на град. Это значит, что если передать 4 кило воды теплоту в 16800 Дж, температура увеличится на 1 градус. Если передать 168000 Дж, температура повысится, соответственно, НА 10 градусов: dt = Q/(Cm) = 168000/(4*4200) = 10.
А вот ДО какой температуры нагреется вода объёмом 4 литра, если получит количество теплоты в 168 кДж - это, знаете ли, зависит от начальной температуры. Если, к примеру, начальная температура составляла 20 градусов - нагреется до 30. Если 0 - тогда до 10. А если, скажем, начальная температура составляла 99 градусов - нагреется до 100 и начнёт кипеть.
Таким образом, задача сформулирована неряшливо и однозначного ответа не имеет, поскольку не дана исходная температура воды.
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
m*C = 4*4200 = 16800 Дж на град. Это значит, что если передать 4 кило воды теплоту в 16800 Дж, температура увеличится на 1 градус. Если передать 168000 Дж, температура повысится, соответственно, НА 10 градусов:
dt = Q/(Cm) = 168000/(4*4200) = 10.
А вот ДО какой температуры нагреется вода объёмом 4 литра, если получит количество теплоты в 168 кДж - это, знаете ли, зависит от начальной температуры.
Если, к примеру, начальная температура составляла 20 градусов - нагреется до 30.
Если 0 - тогда до 10.
А если, скажем, начальная температура составляла 99 градусов - нагреется до 100 и начнёт кипеть.
Таким образом, задача сформулирована неряшливо и однозначного ответа не имеет, поскольку не дана исходная температура воды.