Согласно закону Архимеда условие плавания тел следующее: если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, то есть плавать в ее толще. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать. В случае же, когда вес тела больше выталкивающей его архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, то есть тонуть. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. А вот будет тело плавать или тонуть зависит от плотности тела, так как его плотность увеличит его вес. Если плотность тела будет выше плотности воды, то тело утонет. Как же быть в таком случае?
Плотность сухого дерева за счет полостей, наполненных воздухом, меньше плотности воды и дерево может плавать на поверхности. А вот железо и многие другие вещества значительно плотнее воды. Как же возможно строить корабли из металла и перевозить различные грузы по воде в таком случае? А для этого человек придумал небольшую хитрость. Корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, которые сильно уменьшают общую плотность корабля. Объем вытесняемой кораблем воды, таким образом, сильно увеличивают, увеличивая выталкивающую его силу, а плотность корабля в сумме делают меньше плотности воды, дабы корабль мог плавать на поверхности. Поэтому каждый корабль имеет определенный предел массы грузов, который он может увезти. Это называется водоизмещением судна.
Различают порожнее водоизмещение – это масса самого судна, и полное водоизмещение – это порожнее водоизмещение плюс общая масса экипажа, всей оснастки, запасов, топлива и грузов, которую может нормально увезти данное судно без риска утонуть при относительно спокойной погоде.
Плотность тела у организмов, населяющих водную среду, близка к плотности воды. Благодаря этому они могут находиться в толще воды и плавать благодаря подаренным им природой при ластам, плавникам и пр. В передвижении рыб большую роль играет специальный орган – плавательный пузырь. Рыба может менять объем этого пузыря и количество воздуха в нем, благодаря чему ее суммарная плотность может меняться, и рыба может плавать на различной глубине, не испытывая неудобств.
Плотность человеческого тела немного больше плотности воды. Однако, человек, когда у него в легких содержится некоторое количество воздуха, тоже может спокойно держаться на поверхности воды. Если же ради эксперимента, находясь в воде, вы выдохните весь воздух из легких, вы медленно начнете опускаться на дно. Поэтому всегда помните, что плавать не страшно, опасно наглотаться воды и впустить ее в легкие, что и является наиболее частой причиной трагедий на воде.
1. Какая энергия выделится.
m = 1 г = 10⁻³ кг - масса
μ = 235*10⁻³ кг/моль (Уран-235) - удельный вес атома
Na = 6*10²³ - количество атомов
Ео = 3,2*10⁻11 дж
НАЙТИ
E=? - энергия от 1 г Урана-235
РЕШЕНИЕ
Количество ядер в атоме по формуле
N = m*Na/μ = 10⁻³/(235*10⁻³)* 6*10²³ = 2.55*10²¹ - ядер в 1 г.
Выделяемая энергия по формуле
E = N*Eo = 2.55*10²¹ * 3.2*10⁻¹¹ = 8.16*10¹⁰ дж.- ОТВЕТ
2. Сколько каменного угля надо сжечь
Делим "уран" на "уголь"
E₂₃₅ = 8.16*10¹⁰ дж - выделилось из 1 г Урана-235.
E₁₂ = 29 Мдж/кг - теплота сгорания угля.
М = (8,16*10¹⁰)/(29*10⁹) = 0,28*10 = 2,8 кг - угля нужно - ОТВЕТ
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
2,8 кг = 2800 г
Угля требуется в 2800 раз больше.