Маса початкового завантаження Урану-235 у реакторі 10 кг. За який проміжок часу початкове завантаження зменшиться на 2%? Потужність реактора постійна й дорівнює 1 МВт. Уважайте, що внаслідок кожного поділу ядра виділяється енергія 200 МеВ.

Эта задача на применение закона Архимеда, в соответствии с которым (в данном конкретном случае) на тело, погруженное в жидкость, со стороны жидкости действует выталкивающая сила равная весу вытесненной воды.  Данная в задаче труба, полностью погруженная в воду, вытеснит воды (Vв), по объему, ровно столько, какой объем имеет эта труба (объем сплошного цилиндра диаметром 2R =450 мм =0,45 м   R=0,225 м, и длиной L= 10 м). Вес этой вытесненной воды (Fв) равен произведению плотности воды (рв) на объем вытесненной воды и на ускорение свободного падения (g). Т.е. Fв = рв*Vв*g. Объем вытесненной воды Vв = π*L*R² .  Выталкивающая (архимедова) сила будет действовать вертикально вверх, а вниз будет действовать вес самой трубы (Fт) и вес полезного груза (Fп), величину которого нам у нужно найти.  Вес трубы  F т = mт*g. Таким образом,   Fт + Fп = Fв.  Отсюда Fп = Fв – Fт = рв*Vв*g - mт*g = g(рв*Vв – mт) = g(рв*π*L*R² –mт) = 10(1000*3,1415926…*10*0,225² – 7,15) = 15832,8 Ньютона

Відповідь:

V0 = 0 м/с.

t = 4 с.

g = 9,8 м/с^2.

h - ?

V - ?

Для равноускоренного движения из состояния покоя справедлива формула: h = g *t^2/2.

h = 9,8 м/с^ *(4 с)^2/2 = 78,4 м.

Скорость тела перед ударом найдем из закона сохранения полной механической энергии. В момент удара вся потенциальная энергия переходит в кинетическую: Еп = Ек.

Потенциальная энергия определяется формулой: Еп = m *g *h.

Кинетическая энергия определяется формулой: Ек = m *V^2/2.

m *g *h = m *V^2/2.

V = √(2 *g *h).

V = √(2 *9,8 м/с^2 *78,4 м) = 39,2 м/с.

ответ: тело падает с высоты h = 78,4 м и в момент удара имеет скорость V =39,2 м/с.