1. Тело подвесили на пружине динамометра. Вес тела оказался равен 26 кН. Не снимая тела с пружины, его целиком погрузили в воду. При этом показания динамометра уменьшились до 16 кН. Каков объём тела? Плотность воды равна 1000 кг/м3. Нарисуйте силы, действующие на тело в воздухе и воде.
2. При полном погружении в воду алюминиевой детали массой 0,432 кг с воздушной полостью внутри действует выталкивающая сила 3 H. Определите объем полости. Плотность воды 1000 кг/м3. Плотность алюминия 2700 кг/м3. Ускорение свободного падения 10 Н/кг.
3. Сплошной кубик, подвешенный на динамометре, полностью погрузили в некоторую жидкость. При этом показания динамометра уменьшились в 3 раза по сравнению с теми показаниями, когда кубик находился в воздухе. Определите отношение плотности материала, из которого изготовлен кубик, к плотности жидкости. Обозначьте силы, действующие на кубик в воздухе и в жидкости.
4. Определите плотность вещества тела, частично погруженного в воду, если под водой находится одна четверть его объема. Плотность воды 1000 кг/м3. Ускорение свободного падения 10 Н/кг.
волновой процесс связан с распространением энергии. количественной характеристикой перенесенной энергии является поток энергии.
поток энергии волн (ф) характеризуется средней энергией, переносимой волнами в единицу времени через некоторую поверхность. усреднение должно быть сделано за время, значительнобольшее периода колебаний.
единицей потока энергии волн является ватт (вт).
найдем связь потока энергии волн с энергией колеблющихся точек и скоростью распространения волны.
выделим объем среды, в которой распространяется волна, в виде прямоугольного параллелепипеда (рис. 5.21); площадь его основанияs, а длина ребра численно равна скоростии совпадает с направлением распространения волны. в соответствии с этим за 1с сквозь площадкуsпройдет та энергия, которой колеблющиеся частицы в объеме параллелепипедаsv. это и есть поток энергии волн:
(5.53)
где— средняя объемная плотность энергии колебательного движения (среднее значение энергии колебательного движения частиц, участвующих в волновом процессе и расположенных в 1 м3).
поток энергии волн, отнесенный к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волн, называют плотностью потока энергии волн, или интенсивностью волн:
(5.54)
единицей плотности потока энергии волн является ватт на квадратный метр (вт/м2).
энергия, переносимая волной, складывается из потенциальной энергии деформации и кинетической энергии колеблющихся частиц. без вывода выражение для средней объемной плотности энергии волн:
(5.55)
где а — амплитуда колебаний точек среды, — плотность. подставляя (5.55) в (5.54), имеем
таким образом, плотность потока энергии волн пропорциональна плотности среды, квадрату амплитуды колебаний частиц, квадрату частоты колебаний и скорости распространения волны.
P = n k M V^2 / 3R => n = 3 R P / k M V^2 = 3*8,31*10^4 / 1,38*10^-23*2*10^-3*64*10^4=24,93*10^4 / 176,64*10^-22 = 0,141*10^26 мол-л/м^3
2. n = N / V; N = m / m0; m0 = M / Na
n = p Na / M = 0,13*6*10^23 / 32*10^-3 = 0,0243*10^26 мол-л/м^3
3. Ek=3/2 * k T; V^2= 3RT / M => T = M V^2 / 3R
Ek = 1,5 k M V^2 / 3R = 1,5*1,38*10^-23*32*10^-3*25*10^4 / 3*8,31 = 1656*10^-22 / 24,93 = 66,425*10^-22 Дж
4. P = 2/3 * Ek n = 2*5*10^-23*16*10^25 / 3 = 53,3*10^2 Па