11,6 м
Объяснение:
Дано:
H = 4,5 м
R = 6,5 м
n = 1,33 - показатель преломления воды.
_____________
Rmax - ?
Сделаем чертеж.
Световые лучи обладают свойством обратимости. Поэтому будем считать, что на дне находится точечный источник света в точке S. Причем из этой точки лучи уже не выходят на поверхность (угол α - предельный угол полного внутреннего отражения)
Вычислим величину этого угла:
α = arcsin (1/n) = arcsin (1/1,33) ≈ 48,75°
Из треугольника ASO имеем:
tg α = x / H
x = H·tg α = 4,5·tg 48,75° ≈ 4,5·1,14 ≈ 5,1 м
Тогда:
Rmax = R + x = 6,5 +5,1 = 11,6 м
когда лифт движется вверх с ускорением, на поршень со стороны лифта действует сила инерции ma, направленная вертикально вниз. эта сила инерции, сила давления со стороны атмосферы и сила тяжести компенсируют силу со стороны газа в цилиндре: P2 = P0 + m (g + a). пусть поршень опустился на величину x от своего первоначального положения, тогда расстояние от дна цилиндра до поршня равно h2 = h - x
так как изменением температуры можно пренебречь, то справедлив закон Бойля-Мариотта:
P1 S h = P2 S (h - x)
(P0 + (mg)/S) S h = (P0 + (m (g + a))/S) S (h - x)
(P0 h)/(h - x) + (mgh)/(S (h - x)) = P0 + (m (g + a))/S
P0 ((h/(h-x)) - 1) = (m/S) * (g + a - (gh)/(h-x))
P0 * (x/(h-x)) = (m/S) * (a - g * (x/(h-x)))
m = (P0 x S)/((h-x) (a - g * (x/(h-x)))
пусть x/(h-x) = t. тогда
m = (P0 S t)/(a - gt)
t = 0.025/(0.2-0.025) ≈ 0.1428571
m = (10^(5)*10^(-3)*0.1428571)/(4-9.8*0.1428571) ≈ 5.5 кг