Маленький свинцовый шарик объёмом 0,02 см^3
равномерно падает в воде. На какой глубине оказался шарик, если в процессе его движения выделилось количество теплоты, равное 12,42 мДж?
Ответы
Ответ: 6 м
Объяснение:
Дано :
р ( свинца ) = 11300 кг/м³
V = 0,02 cм³ = 2 * 10^-8 м³
р' ( воды ) = 1000 кг/м³
Q = 12,34 мДж = 12,34 * 10^-3 Дж
--------------------------------------------------------
h - ?
Решение :
Так как шарик падает в воде равномерно тогда его ускорение равно нулю
0 = Fa. + Fc. - mg
где Fa. - сила Архимеда
Fc. - сила сопротивления движению
отсюда
Fc. = mg - Fa. (1)
в соответствии с законом сохранения энергии количество выделенной теплоты в процессе движения шарика в воде ( Q ) = работа совершенная силами сопротивления ( Ас. )
( Ас. = Q = 12,34 * 10^-3 Дж )
так как шарик падает вертикально вниз тогда
Ас. = Fc.h
отсюда
Fc. = Aс./h (2)
приравниваем уравнения (1) и (2)
Ас./h = mg - Fa.
Aс./h = pVg - p'gV
Aс./h = Vg ( p - p' )
h = Aс. / ( Vg ( p - p' ) )
h = ( 12,34 * 10^-3 ) / ( 2 * 10^-8 * 10 ( 11300 - 1000 ) ) ≈ 6 м