На две точечные опоры, находящиеся на одной горизонтальной линии на расстоянии а друг от друга, положили тонкую жесткую неоднородную рейку массой M. Около правого конца рейки на расстоянии l=40 см от правой опоры закрепили датчик силы. Датчик силы устроен так, что при давлении рейки на датчик вниз, датчик показывает положительное значение силы, при давлении на датчик вверх, показания датчика отрицательны. Для срабатывания датчика рейка конец рейки должен немного сместиться по вертикали для касания чувствительных зон датчика .К рейке с противоположной стороны от опор подвесили грузик массой m и измерили зависимость силы, действующей на датчик от расстояния x между точкой подвеса грузика и левой опорой. Измеренную зависимость нанесли на график. Определите массу грузика m. ответ дайте в граммах и округлите до целого числа.
Определите расстояние между опорами a. ответ дайте в сантиметрах и округлите до целого числа.
Определите массу рейки M. ответ дайте в граммах и округлите до целого числа.
Определите расстояние между правой опорой и центром масс рейки. ответ дайте в сантиметрах и округлите до целого числа.
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа