Рямолинейное равноускоренное движение описывается двумя формулами v = v0 + at; D s = v0 t + at2/2.
Очень важно разобраться со всеми ключевыми понятиями задачи, которые явно или не явно присутствуют в ее условии. “Бросили со скоростью” означает, что начальная скорость равна v0 = 10 м/с. “Поднимется на высоту” означает, что долетит до верхней точки, где остановится (на какое-то мгновение, прежде чем начать падать обратно вниз, но нас это сейчас не интересует). “Верхняя точка” означает точку, в которой тело останавливается, т.е. в которой скорость тела становится равна нулю: v = 0. “Высота” означает здесь перемещение тела от нижней точки до верхней: Н = АВ = Ds.
Теперь нужно определить, есть ли у нас векторные величины? Есть: это начальная скорость, перемещение и ускорение. Раз есть векторные величины, нужно выбрать направление положительных значений. Направим ось вверх. Тогда начальная скорость и перемещение будут направлены вдоль оси, а ускорение против. Значит, ускорение нужно брать со знаком “-”: а = - g = - 10 м/с2.
Теперь можно делать подстановку. Однако для разнообразия, не будем пока подставлять числа (кроме нолей), а используем буквенные обозначения. Тогда получаем:
0 = v0 - gt; H = v0 t - g t2 /2.
Выражаем из первой формулы время: t = v0 /g, и подставляем его во вторую формулу. Получим, H = v0 t - g t2 /2 = v0· v0/g - g(v0 /g)2/2 = v02/(2g). Эту формулу стоит запомнить. Мы доказали, что если тело бросить вертикально вверх с начальной скоростью v0, то он поднимется на высоту H = v02/(2g), если не учитывать сопротивление воздуха.
Теперь подставим числа и найдем искомую высоту: H = v02/(2g) = (10)2/(2· 10) = 5 м.
Очень важно разобраться со всеми ключевыми понятиями задачи, которые явно или не явно присутствуют в ее условии. “Бросили со скоростью” означает, что начальная скорость равна v0 = 10 м/с. “Поднимется на высоту” означает, что долетит до верхней точки, где остановится (на какое-то мгновение, прежде чем начать падать обратно вниз, но нас это сейчас не интересует). “Верхняя точка” означает точку, в которой тело останавливается, т.е. в которой скорость тела становится равна нулю: v = 0. “Высота” означает здесь перемещение тела от нижней точки до верхней: Н = АВ = Ds.
Теперь нужно определить, есть ли у нас векторные величины? Есть: это начальная скорость, перемещение и ускорение. Раз есть векторные величины, нужно выбрать направление положительных значений. Направим ось вверх. Тогда начальная скорость и перемещение будут направлены вдоль оси, а ускорение против. Значит, ускорение нужно брать со знаком “-”: а = - g = - 10 м/с2.
Теперь можно делать подстановку. Однако для разнообразия, не будем пока подставлять числа (кроме нолей), а используем буквенные обозначения. Тогда получаем:
0 = v0 - gt; H = v0 t - g t2 /2.
Выражаем из первой формулы время: t = v0 /g, и подставляем его во вторую формулу. Получим, H = v0 t - g t2 /2 = v0· v0/g - g(v0 /g)2/2 = v02/(2g). Эту формулу стоит запомнить. Мы доказали, что если тело бросить вертикально вверх с начальной скоростью v0, то он поднимется на высоту H = v02/(2g), если не учитывать сопротивление воздуха.
Теперь подставим числа и найдем искомую высоту: H = v02/(2g) = (10)2/(2· 10) = 5 м.
Это мы будем делать посредством закона Менделеева-Клапейрона. Имеем в общем виде:
P V = m R T / M. Выводим массу воздуха внутри шара:
m(г) = P V M / R T0.
То же уравнение М.-К. делим на V. Имеем в общем виде:
P = p R T / M. Выводим плотность воздуха снаружи:
p = P M / R T.
А теперь время заняться матаном, хы.
V = (m(об) + (P V M / R T0)) / (P M / R T),
V = (m(об) R T0 + P V M) R T / R T0 P M,
V = (T m(об) R T0 + T P V M) / T0 P M,
T m(об) R T0 + T P V M = V T0 P M,
T m(об) R T0 = V P M (T0 - T),
V = T m(об) R T0 / M P (T0 - T). Отмучались. Считаем:
V = 293 * 120 * 8,31 * 600 / 29*10^-3 * 10^5 * 307,
V = 175 307 760 / 890 300 = 196,908 м^3.