Определите объем бензина, налитого в канистру, если вес пустой канистры 12 H, а вместе с бензином – 97,2 H. Плотность бензина равна р=710 кг/м³. Ускорение свободного падения принять равным g=10 H/кг​

Сила трения возникает при соприкосновении двух тел относительно друг друга. Она имеет электромагнитную природу и вызвана взаимодействием атомов и молекул друг с другом. Сила трения направлена по касательной к поверхности соприкосновения тел. Ее также называют силой сухого трения и делят на трение покоя, скольжения и качения.

При отсутствии движения предмета на него действует сила трения покоя, которая равна по модулю силе внешнего давления и направлена в противоположную сторону. Если внешнее усилие превышает максимальную величину силы трения покоя для данного тела, то предмет начинает скользить, и возникает сила трения скольжения, которая обычно меньше силы трения покоя. Именно поэтому санки тяжелее сдвинуть с места, чем везти.

Сила трения возникает и при качении предметов. Сила трения качения невелика. Поэтому ее действием часто пренебрегают при несложных физических расчетах. Если тело двигается в жидкой или газообразной среде, то на него действуют сила вязкого трения. Это взаимодействие гораздо слабее, чем при сухом трении. Заметьте, что силы вязкого трения покоя не существует. Вследствие того предмет, погруженный в воду, так легко передвинуть.

Сила трения не всегда препятствует движению. Например, при ходьбе возникает сила трения покоя, направленная вперед. Она препятствует ногам скользить назад, как это происходит, если вы пытаетесь передвигаться по скользкому льду. Сила трения придает ускорение вперед. Подобным образом движутся колеса велосипеда, машины, поезда. На присутствии силы трения основано действие тормозов. В то же время иногда требуется уменьшить трение. Детали механизмов быстро снашиваются благодаря этим силам. В таком случае смазка, которая заменяет силу трения покоя на трение скольжения, гораздо меньшее по модулю.

Дано:

¹⁶₈O - Кислород

⁴₂He - Гелий

mΔ(⁴₂He) = 0,002604 а.е.м.

mΔ(¹⁶₈O) = -0,005085 а.е.м.

c² = 931,5 МэВ/а.е.м.

Найти:

Eсв.(4α) - ?

1) Запишем сначала уравнение реакций необходимую для разделений ядра ¹⁶₈O на 4 одинаковые частицы:

¹⁶₈O → ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He + ⁴₂He ⇒ ¹⁶₈O → 4⁴₂He

2) В этом случаем минимальная энергия на деление равна:

Eсв.(4α) = Eсв.(¹⁶₈O) - 4Eсв.(⁴₂He)

3) Энергий связи мы определим по их формулах:

Eсв.(¹⁶₈O) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - энергия связи кислорода

Eсв.(⁴₂He) = Δmc² = (Z×m(прот.) + N×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))с² = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² - энергия связи гелия

4) Теперь подставим формулы из ( 3) ) во ( 2) ) с учетом значений Z и A для обоих ядер:

Eсв.(4α) = (Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(Z×m(прот.) + (A-Z)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + (16-8)×m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2×m(прот.) + (4-2)×m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - 4(2m(прот.) + 2m(нейт.) - mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O))c² - (8m(прот.) + 8m(нейт.) - 4mΔ(⁴₂He))c² = (8m(прот.) + 8m(нейт.) - mΔ(¹⁶₈O) - 8m(прот.) - 8m(нейт.) + 4mΔ(⁴₂He))c² = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c² ⇒ Eсв.(4α) = (-mΔ(¹⁶₈O) + 4mΔ(⁴₂He))c²

5) Далее мы решаем его нахождение:

Eсв.(4α) = (-(-0,005085 а.е.м.) + 4×0,002604 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = (0,005085 а.е.м. + 0,010416 а.е.м.)×931,5 МэВ/а.е.м. = 0,015501 а.е.м. × 931,5 МэВ/а.е.м. ≈ 14,439 МэВ ≈ 14,4 МэВ

ответ: надо приложить энергию Е большую или равную энергию связи Eсв.(4а), тоесть E>=Eсв.(4а) = 14,4 МэВ