Известно, что плотность воды больше плотности водяного льда (ведь лед плавает по поверхности воды, значит он "легче" воды, т.е. плотность льда меньше плотности воды).
В полной, плотно закрытой бочке вода массой M_в, плотностью ρ_в объем воды равен объему бочки Vб.
Т.о объем воды V_в:
V_в=V_б=M_в/ρ_в
Вода замерзает. Масса льда равна массе воды (по закону сохранения вещества масса никуда деваться не может!) Объем льда V_л:
V_л=M_в/ρ_л
Ну, а теперь немного алгебры:
т.к. ρ_в > ρ_л, то
M_в/ρ_в < M_в/ρ_л, значит
V_л > V_в
Но V_в=V_б, значит V_л>V_б.
Объем льда больше объема бочки. Значит вода, превращаясь в лед просто разорвет бочку на части!
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
Лед разорвет бочку на части!
Объяснение:
Известно, что плотность воды больше плотности водяного льда (ведь лед плавает по поверхности воды, значит он "легче" воды, т.е. плотность льда меньше плотности воды).
В полной, плотно закрытой бочке вода массой M_в, плотностью ρ_в объем воды равен объему бочки Vб.
Т.о объем воды V_в:
V_в=V_б=M_в/ρ_в
Вода замерзает. Масса льда равна массе воды (по закону сохранения вещества масса никуда деваться не может!) Объем льда V_л:
V_л=M_в/ρ_л
Ну, а теперь немного алгебры:
т.к. ρ_в > ρ_л, то
M_в/ρ_в < M_в/ρ_л, значит
V_л > V_в
Но V_в=V_б, значит V_л>V_б.
Объем льда больше объема бочки. Значит вода, превращаясь в лед просто разорвет бочку на части!
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