Различают кратные и дольные единиц величин. Кратная единица – это единица физической величины, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длины километр равна 103 м, т.е. кратна метру.
Для решения данной задачи, нам необходимо знать, что потенциальная энергия плавающего тела равна его массе, ускорению свободного падения и высоте над уровнем земли. Кинетическая энергия, в свою очередь, равна половине массы тела, умноженной на квадрат его скорости.
Сначала переведем начальную скорость из километров в секунды. Мы знаем, что 1 км/ч = 0,27778 м/с, поэтому:
54 км/ч = 54 * 0,27778 м/с = 15 м/с.
Затем найдем потенциальную энергию тела на некоторой высоте над уровнем земли. По определению, потенциальная энергия, равна массе тела, ускорению свободного падения (g) и высоте (h):
Потенциальная энергия = масса * g * h.
Ускорение свободного падения принимается равным примерно 9,8 м/с^2, а потенциальная энергия равна кинетической энергии, поэтому:
масса * g * h = 1/2 * масса * скорость^2.
Отметим, что масса тела сокращается, и остается:
g * h = 1/2 * скорость^2.
Теперь подставим изначальную скорость тела в данное уравнение:
9,8 * h = 1/2 * 15^2.
9,8 * h = 1/2 * 225.
9,8 * h = 112,5.
Теперь разделим обе части уравнения на 9,8, чтобы выразить высоту:
h = 112,5 / 9,8.
h ≈ 11,48.
Таким образом, потенциальная энергия тела будет равна кинетической энергии на высоте примерно 11,48 м над уровнем земли.
Чтобы вычислить величину одного из зарядов, воспользуемся законом Кулона, который гласит:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.
Для нашего случая, из условия уже известны значения F, q1 и r:
F = 10^-9 Н,
q1 = 10^-3 Кл,
r = 21 см = 0.21 м.
Теперь мы можем решить уравнение для нахождения величины второго заряда q2:
10^-9 Н = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (|10^-3 Кл| * |q2|) / (0.21 м)^2.
Далее, упрощаем и решаем уравнение:
10^-9 Н = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (10^-3 Кл * |q2|) / (0.21 м)^2,
10^-9 Н = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (10^-3 / (0.21)^2) Кл * |q2|.
Сокращаем единицы измерения:
10^-9 = 9 * (10^9 / (0.21)^2) * Кл * |q2|,
10^-9 = 9 * 10^9 * (1 / (0.21)^2) * Кл * |q2|.
Теперь найдём значение величины q2:
|q2| = (10^-9) / (9 * 10^9 * (1 / (0.21)^2)) Кл,
|q2| = (10^-9) / (9 * 10^9 * 1 / 0.0441) Кл.
Выполняем дальнейшие вычисления:
|q2| = (10^-9) / (9 * 10^9 * 22.7) Кл,
|q2| = (10^-9) / (204.3 * 10^9) Кл,
|q2| = 4.89 * 10^-19 Кл.
Таким образом, рассчитанная величина одного из зарядов составляет 4.89 * 10^-19 Кл.
Различают кратные и дольные единиц величин. Кратная единица – это единица физической величины, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длины километр равна 103 м, т.е. кратна метру.
Объяснение:
.