решение: система "лодка-рыбаки" является замкнутой, поэтому положение масс системы "лодка-рыбаки", при перемещение рыбаков должно быть неизменным:
Xc¹ - Xc² = 0. (1)
где Хс¹ - первоначальная координата центра масс,
Хс² - координата центра масс после перемещения рыбаков. По определению положения центра масс в этих случаях рассчитывается по формулам:
Хс₁=,
Xc₂= (2),
где X₁,X₂, X₁¹, X₂¹ - координаты рыбаков до и после перемещения,
Хл¹, Хл² - координаты центра масс лодки до и после перемещения рыбаков. Составим начало отсчёта оси ОХ с середины лодки до перемещения. Тогда координаты до перемещения равны:
Х₁=, X₂=-, Xл=0,
Тогда после перемещения равны: X₁¹=Xл¹-,
X₂¹=Xл¹+.
поставим с учётом этих выражений (2) в (1):
Выразим и рассчитаем из (3) координату Хл¹:
Хл¹=-m₁-m₂/m₁+m₂+m·L=
=-·3=- м.
Таким образом, лодка сместится в сторону кормы на расстояние ≈ 0,33 м.
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН
1) Дано:
l=3m, m=120kг, m₁=60кг, m₂=90kг
Найти: х-?
решение: система "лодка-рыбаки" является замкнутой, поэтому положение масс системы "лодка-рыбаки", при перемещение рыбаков должно быть неизменным:
Xc¹ - Xc² = 0. (1)
где Хс¹ - первоначальная координата центра масс,
Хс² - координата центра масс после перемещения рыбаков. По определению положения центра масс в этих случаях рассчитывается по формулам:
Хс₁=
,
Xc₂=
(2),
где X₁,X₂, X₁¹, X₂¹ - координаты рыбаков до и после перемещения,
Хл¹, Хл² - координаты центра масс лодки до и после перемещения рыбаков. Составим начало отсчёта оси ОХ с середины лодки до перемещения. Тогда координаты до перемещения равны:
Х₁=
, X₂=-
, Xл=0,
Тогда после перемещения равны: X₁¹=Xл¹-
,
X₂¹=Xл¹+
.
поставим с учётом этих выражений (2) в (1):
Выразим и рассчитаем из (3) координату Хл¹:
Хл¹=-m₁-m₂/m₁+m₂+m·L=
=-
·3=-
м.
Таким образом, лодка сместится в сторону кормы на расстояние ≈ 0,33 м.