Герметически закрытый сосуд заполнен водой. Площадь нижнего основания сосуда 100 см2, верхнего основания 200 см2, высота сосуда 50 см. Сила давления воды на верхнее основание 100 Н. Найдите силу давления на нижнее основание сосуда, если плотность воды 100 кг/м3, ускорение свободного падения 10 м/с2.

Объяснение:

Дано:

C₁ = 4 мкФ = 4·10⁻⁶ Ф

U₁ = 300 В

С₂ = 2 мкФ = 2·10⁻⁶ Ф

U₂ = 600 В

W - ?

1)

Находим заряд на первом конденсаторе:

q₁ = C₁·U₁ = 4·10⁻⁶·300 = 1,2·10⁻³ Кл

Находим заряд на втором конденсаторе:

q₂ = C₂·U₂ = 2·10⁻⁶·600 = 1,2·10⁻³ Кл

Поскольку конденсаторы соединены параллельно, то суммарный заряд:

q = q₁ + q₂ = 1,2·10⁻³+1,2·10⁻³ = 2,4·10⁻³ Кл

2)

Поскольку конденсаторы соединены параллельно, то емкость батареи:

C = C₁ + C₂ = (4+2)·10⁻⁶ = 6·10⁻⁶  Ф

3)

Энергия батареи:

W = q² / (2·C)

W = (2,4·10⁻³)² / (2· 6·10⁻⁶) = 0,48 Дж

Дано:

¹⁶₈O - Кислород

⁴₂He - Гелий

mΔ(⁴₂He) = 0,002604 а.е.м.

mΔ(¹⁶₈O) = -0,005085 а.е.м.

c² = 931,5 МэВ/а.е.м.

Найти:

Eсв.(4α) - ?

1) Запишем сначала уравнение реакций необходимую для разделений ядра ¹⁶₈O на 4 одинаковые частицы:

¹⁶₈O → ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He ⇒ ¹⁶₈O → 4⁴₂He

2) В этом случаем минимальная энергия на деление равна:

Eсв.(4α) = Eсв.(¹⁶₈O) - 4Eсв.(⁴₂He)

3) Энергий связи мы определим по их формулах:

Eсв.(¹⁶₈O) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - энергия связи кислорода

Eсв.(⁴₂He) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² - энергия связи гелия

4) Теперь подставим формулы из ( 3) ) во ( 2) ) с учетом значений Z и A для обоих ядер:

Eсв.(4α) = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + (16-8)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2×m(прот.) + (4-2)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2m(прот.) + 2m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - (8m(прот.) + 8m(нейт.) - 4mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O) - 8m(прот.) - 8m(нейт.) + 4mΔ(⁴₂He))c² = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c² ⇒ Eсв.(4α) = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c²

5) Далее мы решаем его нахождение:

Eсв.(4α) = (-(-0,005085 а.е.м.) + 4×0,002604 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = (0,005085 а.е.м. + 0,010416 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = 0,015501 а.е.м. × 931,5 МэВ/а.е.м. ≈ 14,439 МэВ ≈ 14,4 МэВ

ответ: надо приложить энергию Е большую или равную энергию связи Eсв.(4а), тоесть E>=Eсв.(4а) = 14,4 МэВ