Тематична робота номер 5 сила архімеда

ОбъяснеДля простоты будем считать, что Земля равномерно вращается вокруг Солнца по окружности, в центре этой окружности находится Солнце. Тогда запишем второй закон Ньютона в проекции на ось, лежащей в плоскости указанной окружности и проходящей через центр Солнца.

ma = F_гр,

a - это центростремительное ускорение Земли, m - это масса Земли,

a = (v^2/R), v - это скорость вращения Земли по круговой орбите, R - это искомое расстояние.

F_гр - это сила, с которой Солнце притягивает Землю.

F_гр = G*m*M/(R^2), где M - это масса Солнца,

M = 1,98*10^30 кг

G  - это гравитационная постоянная,

G = 6,67*10^(-11) Н*м^2/(кг^2).

m*(v^2)/R = G*m*M/(R^2),

(v^2)/R = G*M/(R^2),

v^2 = G*M/R,

v = длина_окружности/период_обращения = 2*п*R/T,

T - период обращения Земли вокруг Солнца,

(2*п*R/T)^2 = G*M/R,

4*(п^2)*(R^2)/(T^2) = G*M/R,

4*(п^2)*(R^3)/(T^2) = G*M,

R^3 = G*M*(T^2)/(4*п^2);

R = ∛( G*M*(T^2)/(4*п^2) ).

п - математическая константа, п≈3,14.ние:

Дано:

Штатная скорость км/ч м/с м/с м/с.
Интервал движения
Время посадки высадки
Время торможения до остановки
Тормозной путь м .
Длина состава м .

Найти: дистанцию между составами в [м] и [мм].

Р е ш е н и е :

Все положения, упоминаемые в доказательстве решения, отмечены на приложенном к решению рисунке.

Искомая дистанция между поездами – это свободное пространство вдоль железнодорожного полотна. Таким образом – дистанция в данном случае – это расстояние от ведущего вагона (начала) заднего Скоростного состава (положение С) до Конца припаркованного состава (положение К) в тот момент, когда припаркованный собирается отправляться.

Нам неизвестно, является ли торможение составов перед остановкой равнозамедленным или нет, и нам это знать и не нужно (!), поскольку нам дано и время, и скорость, и тормозной путь. Всё, что нам нужно – это корректно учесть все слагаемые времени и пути при торможении.

Общий интервал движения составляет и это означает, что каждые секунд, в положении Н оказывается Начало очередного состава. Уже припаркованный состав простоял на станции а это означает, что следующему за ним составу осталось проехать из положения С (начало скоростного состава) до точки Н (начало припаркованного состава) в течение секунд.

Искомая дистанция между составами, как мы уже говорили выше, измеряется не от положения С до положения Н, а от положения С до положения К (конец припаркованного состава). Однако нам будет удобно найти весь остаточный путь СН (между положениями С и Н), а затем вычесть из него длину КН (между положениями К и Н), равную длине состава м.

Из секунд, оставшихся идущему следом составу, первые секунд он будет идти с постоянной скоростью м/с из положения С в положение О, а последующие секунд он будет останавливаться из положения О до положения Н.

Длину отрезка ОН мы и так знаем, это тормозной путь м . Теперь найдём СО, т.е. длину Мы знаем, что по отрезку СО состав двигается равномерно со скоростью в течение времени секунд, значит отрезок СО, т.е. м м .

Отсюда ясно, что вся длина СН = СО + ОН , т.е.
СН м м.

Как было показано выше искомая дистанция – это длина СК, равная разности СН и КН, т.е. СН и .

Итак: СК CH

м м.

О т в е т : дистанция между составами: м мм .