.Шарик массой 4*10-4 кг подвешен на тонкой невесомой нити и имеет заряд 6*10-7 Кл. Снизу поднесли шарик с одноимённым зарядом 4*10-8 Кл. Каким станет натяжение нити, если расстояние между ними 0,3 м?
Добрый день! Я буду рад выступить в роли школьного учителя и помочь вам разобраться с этим вопросом.
Для начала, нам нужно вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева слитка стали до температуры плавления. Для этого мы используем формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты (в джоулях),
m - масса слитка стали (в килограммах),
c - удельная теплоемкость стали (в джоулях на килограмм на градус Цельсия),
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).
Известно, что ΔT = 1500 °C. Конвертируем её в градусы Цельсия:
ΔT = 1500 °C - 0 °C = 1500 °C.
Также нам нужна информация об удельной теплоемкости стали. По стандартным данным, удельная теплоемкость стали составляет около 450 Дж/кг·°C.
Теперь, чтобы найти количество теплоты, мы можем использовать следующую формулу:
Q = m * c * ΔT.
Подставим значения и решим уравнение:
Q = m * 450 Дж/кг·°C * 1500 °C.
Q = 675000 мДж·кг.
Теперь мы можем перейти к второму этапу. Мы знаем, что время, за которое производилось расплавление слитка стали, составляет 1,5 минуты, что можно записать как 1,5 минуты * 60 секунд = 90 секунд.
Также нам дана мощность электропечи, которая равна 2,2 кВт. Помните, что мощность равна отношению энергии к времени:
P = ΔE / Δt,
где P - мощность (в ваттах),
ΔE - изменение энергии (в джоулях),
Δt - изменение времени (в секундах).
Мы знаем, что время равно 90 секунд и мощность равна 2,2 кВт = 2200 ватт. Подставим значения и решим уравнение:
2200 Вт = ΔE / 90 сек.
ΔE = 2200 Вт * 90 сек.
ΔE = 198000 Дж.
Итак, мы получили количество энергии, которое использовалось для расплавления слитка стали.
Теперь, чтобы найти массу слитка стали, мы можем использовать связь между количеством теплоты и изменением энергии:
ΔE = Q.
Таким образом:
198000 Дж = m * 675000 мДж·кг.
Очистим единицы измерения:
198000 Дж = m * 675000 Дж.
Теперь найдем массу слитка стали:
m = 198000 Дж / 675000 Дж.
m ≈ 0,293 кг.
Таким образом, масса слитка стали составляет около 0,293 килограмма.
Округлим это значение до целого числа, и получим, что масса слитка стали равна 0,29 килограмма.
Для определения давления, которое ощущает аквалангист на заданной глубине, мы можем использовать формулу для гидростатического давления:
P = ρgh
Где P - давление, ρ - плотность среды (в данном случае плотность воды в море), g - ускорение свободного падения (примерно равно 9,8 м/с² на Земле), h - глубина погружения.
1) Для глубины 5 м:
P₁ = ρ₁gh₁
где ρ₁ = 1030 кг/м³ (плотность воды в море)
g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения)
h₁ = 5 м (глубина погружения)
P₁ = 1030 * 9,8 * 5 = 50450 Па (паскаль)
Таким образом, на глубине 5 м аквалангист ощущает давление около 50450 Па.
2) Для глубины 10 м:
P₂ = ρ₂gh₂
где ρ₂ = 1030 кг/м³ (плотность воды в море)
g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения)
h₂ = 10 м (глубина погружения)
P₂ = 1030 * 9,8 * 10 = 100400 Па (паскаль)
Таким образом, на глубине 10 м аквалангист ощущает давление около 100400 Па.
3) Для глубины 15 м:
P₃ = ρ₃gh₃
где ρ₃ = 1030 кг/м³ (плотность воды в море)
g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения)
h₃ = 15 м (глубина погружения)
P₃ = 1030 * 9,8 * 15 = 153900 Па (паскаль)
Таким образом, на глубине 15 м аквалангист ощущает давление около 153900 Па.
Обратите внимание, что давление увеличивается с увеличением глубины, поскольку на аквалангиста действует всё большая масса воды, находящейся над ним. Это объясняется гидростатическим давлением, которое возникает в среде под воздействием силы тяжести.
Дано:
m=4*
кг
q1=6*
Кл
q2=4*
Кл
r=0,3 м
g≈10 Н/кг
k=9*
Нм2/Кл2
Найти:
Fнат-?
По 2 закону Ньютона F = ma, где F = Fтяж+Fkул+Fнат. В проекции на вертикальную ось Fтяж= Fkул+ Fнат откуда Fнат = Fтяж – Fkул
Fнат = mg – k(q1∙q2)/r2
Fнат=4×
×10-
=1,6×
Н=1,6кН
Fнат=1,6кН