Ещё в глубокой древности человек замечал, что воздух оказывает давление на наземные предметы, особенно во время бурь и ураганов. Он пользовался этим давлением, заставляя ветер двигать парусные суда, вращать крылья ветряных мельниц. Однако долго не удавалось доказать, что воздух имеет вес. Только в XVII веке был поставлен опыт, доказавший весомость воздуха. Поводом к этому послужило случайное обстоятельство. В Италии в 1640 году герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего дворца. Воду для этого фонтана должны были накачивать из соседнего озера, но вода не шла выше 32 футовм. Герцог обратился за разъяснениями к Галилею, тогда уже глубокому старцу. Великий ученый был смущен и не нашелся сразу, как объяснить это явление. И только ученик Галилея, Торричелли, после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и в 1643 году изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр
итак, начнем. моя повесть будет долгой, так что устраивайтесь поудобней)
сперва запишем дано(обычно я этого не делаю, но щас исключительный случай):
m0=10^3кг
s=5 м^2
m1=10^-6
n(концентрация)=10^-4 м^-3
v2=0.99v1
абсолютно соударение
l=?
начнем с основного уравнения закона сохранения энергии:
ek1=ek2+aпыли
то бишь кинетическая энергия корабля равна его оставшейся кинетической энергии и работе пыли по торможению корабля.
теперь распишем это подробнее:
(примечание: 0.9801 - это я возвел в квадрат 0.99)
вычислим отсюда а:
подставим сюда m для некоторого удобства:
теперь составим уравнение работы. согласно формуле работы:
a=fs
s в нашем случае это и будет l, т.к. именно на этом пути пыль совершала работу:
a=fl
сила f - это сила одной частицы, умноженная на их количество n, f=nma
a=nmal
но у нас нет ускорения! и количества частиц нет! и длины пути нет! ничего нет! но мы воспользуемся безвременной формулой скорости из кинематики:
v^2=v0^2-2al
0.9801v1^2=v1^2-2al
al=v1^2-0.9801v1^2/2=0.0199v1^2/2=0.00995v1^2
теперь подставим в уравнение работы это, и заодно подставим значение самой работы:
a=9.95v1^2
9.95v1^2=n*0.00995v1^2*m
v1^2 можем отбросить, т.к. оно одинаково там и там:
995*10^-2=n*995*10^-5*10^-6
n=10^-2/10^-11=10^9 частиц.
мы нашли количество частиц.
теперь из формулы концентрации определим объем:
n=n/v
v=n/n=10^9/10^-4=10^13 м^3.
это объем "коридора" который проделал ракета.
теперь из формулы объема найдем высоту цилиндра, т.е. длину пути, проделанного ракетой в облаке, т.е. ширину облака:
v=sl
l=v/s=10^13/5=2*10^12 м.
ответ: ширина облака = 2*10^12 метров.
В Италии в 1640 году герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего дворца. Воду для этого фонтана должны были накачивать из соседнего озера, но вода не шла выше 32 футовм. Герцог обратился за разъяснениями к Галилею, тогда уже глубокому старцу. Великий ученый был смущен и не нашелся сразу, как объяснить это явление. И только ученик Галилея, Торричелли, после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и в 1643 году изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр