ответ: ≈8 с.
Объяснение:
Пусть V0=40 м/c - начальная скорость камня. Тогда его текущая скорость V(t)=V0-g*t, где g - ускорение свободного падения, которое мы примем равным 10 м/с², t - время. На некоторой высоте H1=V0*t1-g*t1²/2 камень остановится, это произойдёт через время t1=V0/g≈40/10=4 с. Отсюда H1≈40*4-10*16/2=80 м. Затем камень начнёт падать, при этом высота, на которой он находится, изменяется по закону H(t)=H1-g*t²/2. В момент падения камня на Землю H=0, отсюда время падения камня t2=√(2*H1/g)≈4 c. Общее время полёта камня t=t1+t2≈4+4=8 с.
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