На рисунке показан график, описывающий движение автомобиля: a) вычислите скорость автомобиля на участке от 0 – 10 с [2] b) напишите уравнение координаты для участка от 0 – 10 с [2] c) сколько времени автомобиль ждал зеленого сигнала светофора
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
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
Дано:
S = (1/4)s
t = 3 c
g = 10 м/с²
t_o, υ_0 - ?
Начальную скорость выразим из формулы, взяв полное время подъёма:
υ = υ_0 - g*t_o
Т.к. в верхней точке подъёма υ = 0, то
υ_0 = g*t_o
Теперь составим уравнение для полного пути, используя формулу перемещения:
s = υ_0*t_o - g*t_o²/2
Подставим вместо υ_0 его выражение:
s = g*t_o*t_o - g*t_o²/2 = g*t_o²*(1 - 1/2) = g*t_o²/2
Теперь, если разделить обе части уравнения на 4, получим следующее:
s/4 = (g*t_o²/2)/4
(1/4)s = g*t_o²/8
Тогда составим уравнение для последней 1/4 перемещения. Но сначала выразим начальную скорость υ_0', которой тело обладало через время t' = t_o - t:
υ_0' = υ_0 - g*(t_o - t) =>
(1/4)s = υ_0'*t - g*t²/2 = (υ_0 - g*(t_o - t))*t - g*t²/2
Учитывая, что υ_0 = g*t_o, получаем:
(1/4)s = (g*t_o - g*t_o + g*t)*t - g*t²/2 = g*t² - g*t²/2 = g*t*(1 - 1/2) = g*t²/2
Приравниваем оба выражения (1/4)s:
g*t²/2 = g*t_o²/8 | : (g/2)
t² = t_o²/4 => t_o² = 4*t² => t_o = √(4*t²) = 2*t = 2*3 = 6 c
Значит начальная скорость равна:
υ_0 = g*t_o = 10*6 = 60 м/с
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