При падении с достаточно большой высоты волей-неволей приходится учитывать влияние сопротивления воздуха. Без сопротивления воздуха ускорение шариков было бы одинаковым и равнялось бы g.
C сопротивлением воздуха все немного сложнее. Шарики будут ускоряться не бесконечно а лишь до определенной скорости, при которой сила тяжести, действующая на них, будет уравновешена силой трения о воздух.
Так как шарики геометрически одинаковы, связь между скоростью шариков и силой сопротивления воздуха тоже одинакова. Однако, деревянный шарик наберет меньшую конечную скорость, потому что его вес меньше, чем у алюминиевого. Поэтому через достаточно большое время скорость падения алюминиевого шарика будет просто-напросто больше, чем у деревянного.
Ep = mgh - потенциальная энергия в начале падения Ek = mv^2/2 - кинетическая энергия в момент начала погружения Ek=Ep=mgh Ep1 = mgh1 - изменение потенциальной энергии за счет погружения на глубину h1 A1 = m/ro*ro_v*g*h1 - часть энергии ушло на выполнение работы по преодолению архимедовой силы A2 = Ek*0,4 - часть энергии ушло на выполнение работы по преодолению силы сопротивления воды Ep + Ep1 = A1+A2 mgh + mgh1 = (m/ro)*ro_v*g*h1 + mgh * 0,4 mgh + mgh1 - mgh * 0,4 = (m/ro)*ro_v*g*h1 0,6*h + h1 = (ro_v/ro)*h1 ro_v/ro = 0,6*h/h1 + 1 ro = ro_v/( 0,6*h/h1 + 1) = 1000/(0,6*1,5/0,1+1) кг/m^3 = 100 кг/m^3 (материал шарика в 10 раз легче воды)
Дано:
m = 50 кг
g = 9,8 Н/кг
S = 0,048 м²
p =?
Анализ:
p = P/S
P = mg
p = mg/S
p = 50×9,8/0,048 ≈ 10208 Па ≈ 10,2 кПа
ответ: 10,2 кПа