ответ:
объяснение:
на основании закона сохранения и превращения энергии составим уравнение:
wк1+wp1=wk2+wp2, где wк1, wp1 -кинетическая и потенциальная энергия шарика, находящегося на высоте h на наклонной плоскости; wк2, wp2 - кинетическая и потенциальная энергия шарика у основания наклонной плоскости.
нулевой уровень потенциальной энергии совместим с основанием наклонной плоскости. тогда
wp1 = mgh+q1*q2/4*pi*e0*h
wk1 = 0
второе слагаемое в выражении для wpl представляет собой потенциальную энергию, обусловленную взаимным расположением зарядов q1 и q2. пусть υ — скорость шарика у основания наклонной плоскости. тогда
wk2=m*v^2/2.
в это время расстояние между , как видно из рисунка, равно h/tgα. поэтому
wp2 = q1*q2*tga/4*pi*e0*h
с учетом этих значений энергии уравнение первое примет вид:
mgh+q1*q2/4*pi*e0*h = m*v^2/2 + q1*q2*tga/4*pi*e0*h
отсюда найдем скорость:
v = √2h+q1*q2*tga/2*pi*m*e0*h(1-tga)
Так как дана масса куска кварца и его средняя плотность, найдем его объем:
V = m/ρ = 100 : 8 = 12,5 (см³)
Очевидно, что масса всего куска складывается из массы золота m₁ и массы кварца m₂:
m = m₁ + m₂
Объем куска также равен сумме объема золота V₁ и объема кварца V₂
V = V₁ + V₂ (1)
Тогда объем золота:
V₁ = m₁/ρ₁
Учитывая плотность золота, равную 19,3 г/см³, получим:
V₁ = m₁/19,3
Объем кварца:
V₂ = m₂/ρ₂ = (100 - m₁)/2,65
Подставляем в (1):
12,5 = m₁/19,3 + (100 - m₁)/2,65
12,5 · 51,145 = 2,65m₁ + 1930 - 19,3m₁
639,3125 = 1930 - 16,65m₁
16,65m₁ = 1290,6875
m₁ = 77,519 (г) ≈ 77,52 (г)