Тело массы m подвешенное на пружине, совершает колебания так, что наибольшее значение его скорости равно v, а наибольшее отклонение от положения равновесия равно a. определите жесткость пружины. (мы в невесомости или нет? )
Время прохождения прямого импульса: t₁ = (S₂-S₀)/v
По условию, время подъема батискафа: t₀ = t₁ + t₂. Тогда:
t₁ + t₂ = S₀/v₀, где v₀ - скорость подъема батискафа, равная 3 м/с.
(S₂-S₀)/v + 3 = S₀/3
(4500-S₀)/1500 - S₀/3 + 3 = 0
4500 - S₀ - 500S₀ + 4500 = 0
501S₀ = 9000
S₀ ≈ 17,964 (м) ≈ 18 (м)
Так как скорость подъема батискафа несоизмеримо мала, по сравнению со скоростью распространения звуковых волн в воде, а размеры батискафа значительно превышают 36 мм (таково расстояние, которое проходит батискаф за время, необходимое звуку на преодоление 18 м), то время, за которое сигнал проходит расстояние от батискафа до дна и обратно, можно считать равным времени прохождения сигнала расстояния, равного удвоенной глубине дна.
Погрешностью в 36 мм при оценке глубины погружения батискафа можно пренебречь...))
Сразу отмечу, что не совсем это похоже на школьну программу, или же школа с углубленным изучением физики, или же это задача по термодинамике курса так 2-3 технического института! ответ лежит в тепловом балансе: кол-во тепла Q1 переданное воде = кол-ву тепла Q2 отданное сконденсировавшимся паром. Q1 = G * c * (дельта Т), где G - масса воды которое содержится в трубе (объем а значит и массу которой очень легко посчитать: длинна умноженная площадь сечения трубы) и будет нагрето, за единицу времени. с - удельная изобарная теплоемкость воды, дельта Т - логарифмичесская разность температур пара и воды до и после нагрева. Q2 = a*r, где a - кол-во сконденсировавшегося пара за единицу времени, r - скрытая теплота фазового перехода (вы ее могли учить как теплота конденсации или испарения). Если расписать G как m/t - масса разделенная на время, можем вывести формулу для нахождения времени за которое данная масса воды нагреется на заданную дельа Т. t=m*c*дельтаТ/a/r (m-масса воды в трубе, с-теплоемкость воды, дельатТ - разница температур, а - количество воды образовавшееся на стенке трубы в следствии конденсирования пара, r - теплота конденсации пара)
Отраженный импульс расстояние S₂ = 4500 м
Прямой импульс расстояние S₁ = S₂ - S₀, где S₀ - глубина погружения батискафа.
Время прохождения отраженного импульса: t₂ = S₂/v = 4500:1500 = 3 (c)
Время прохождения прямого импульса: t₁ = (S₂-S₀)/v
По условию, время подъема батискафа: t₀ = t₁ + t₂. Тогда:
t₁ + t₂ = S₀/v₀, где v₀ - скорость подъема батискафа, равная 3 м/с.
(S₂-S₀)/v + 3 = S₀/3
(4500-S₀)/1500 - S₀/3 + 3 = 0
4500 - S₀ - 500S₀ + 4500 = 0
501S₀ = 9000
S₀ ≈ 17,964 (м) ≈ 18 (м)
Так как скорость подъема батискафа несоизмеримо мала, по сравнению со скоростью распространения звуковых волн в воде, а размеры батискафа значительно превышают 36 мм (таково расстояние, которое проходит батискаф за время, необходимое звуку на преодоление 18 м), то время, за которое сигнал проходит расстояние от батискафа до дна и обратно, можно считать равным времени прохождения сигнала расстояния, равного удвоенной глубине дна.
Погрешностью в 36 мм при оценке глубины погружения батискафа можно пренебречь...))
Тогда решение упрощается:
t₂ + t₁ = 2S₂/v = 9000/1500 = 6 (c.)
Глубина погружения батискафа: S₀ = v₀(t₂ + t₁) = 3 * 6 = 18 (м)
ответ: 18 м.