В Примере № 2 вычислите, через какое время t1 после выстрела снаряд будет находиться на максимальном расстоянии от поверхности склона и через какое время t2 после выстрела снаряд будет находиться на максимальной высоте, отсчитанной по вертикали от точки старта. Выстрел произведён так, что дальность полёта снаряда вверх вдоль склона наибольшая. Здесь ускорение свободного падения g=10м/с^2 .
Я сделал поясняющий рисунок. Смотрю на ситуацию сбоку, поэтому вижу только сторону квадрата (синий отрезок). S – источник, К – квадрат, Э – экран. Видно, что раз квадрат (синий) и экран (зелёный) параллельны, то мы получаем два подобных треугольника с синим и зелёным основанием. Синее основание (сторона квадрата) мы знаем – 0,1 м, тогда зелёное основание (сторона квадрата-тени) равна 0,2 м.
Получается, что раз экран в 2 раза дальше от источника света, чем квадрат, то линейные размеры его тени будут тоже в 2 раза больше. Значит тень – это квадрат со стороной 0,2 м. Площадь такого квадрата равна: 0,2м*0,2м=0,04 м².
Согласно молекулярно-кинетической теории давление газа p пропорционально его концентрации n и абсолютной (то есть по шкале Кельвина) температуре T: p = n*k*T, где k = 1,38^10(-23) Дж/К – постоянная Больцмана; Температуру переведём в кельвины: T = (0 + 273) К = 273 К; Давление переведём в паскали: p = 0,61 кПа = 610 Па. Отсюда концентрация: n = p/(k*T) n = 610/(1,38^10(-23)*273) Все величины подставлены в СИ, значит и ответ получится в СИ – 1/м³. n = 610/(1,38^10(-23)*273) n ≈ 1,62*10^23 (1/м³) То есть в среднем столько молекул водяного пара содержится в каждом кубическом метре.
Средняя квадратичная скорость движения молекул Vср.кв. определяется формулой: Vср.кв. = √(3*R*T/μ), где μ = 0,018 кг/моль – молярная масса воды; R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная. Vср.кв. = √(3*8,314*273/0,018). Все величины подставлены в СИ, значит и ответ получится в СИ – м/с. Vср.кв. ≈ 615 м/с.
Пояснение. Молярная масса воды определяется так: Молекула воды состоит из 2х атомов водорода и одного атома кислорода (H₂O). Значит масса молекулы воды равна сумме масс атома кислорода и двух атомов водорода. По таблице Менделеева масса атома водорода равна 1 а.е.м. (атомные единицы массы), масса атома кислорода равна 16 а.е.м. Значит масса молекулы воды равна 2*1+16=18 а.е.м. Молярная масса вещества в "г/моль" численно совпадает с массой молекулы в "а.е.м.". То есть молярная масса воды равна 18 г/моль = 0,018 кг/моль.
Видно, что раз квадрат (синий) и экран (зелёный) параллельны, то мы получаем два подобных треугольника с синим и зелёным основанием. Синее основание (сторона квадрата) мы знаем – 0,1 м, тогда зелёное основание (сторона квадрата-тени) равна 0,2 м.
Получается, что раз экран в 2 раза дальше от источника света, чем квадрат, то линейные размеры его тени будут тоже в 2 раза больше. Значит тень – это квадрат со стороной 0,2 м. Площадь такого квадрата равна:
0,2м*0,2м=0,04 м².
p = n*k*T, где
k = 1,38^10(-23) Дж/К – постоянная Больцмана;
Температуру переведём в кельвины: T = (0 + 273) К = 273 К;
Давление переведём в паскали: p = 0,61 кПа = 610 Па.
Отсюда концентрация:
n = p/(k*T)
n = 610/(1,38^10(-23)*273)
Все величины подставлены в СИ, значит и ответ получится в СИ – 1/м³.
n = 610/(1,38^10(-23)*273)
n ≈ 1,62*10^23 (1/м³)
То есть в среднем столько молекул водяного пара содержится в каждом кубическом метре.
Средняя квадратичная скорость движения молекул Vср.кв. определяется формулой:
Vср.кв. = √(3*R*T/μ), где
μ = 0,018 кг/моль – молярная масса воды;
R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная.
Vср.кв. = √(3*8,314*273/0,018).
Все величины подставлены в СИ, значит и ответ получится в СИ – м/с.
Vср.кв. ≈ 615 м/с.
Пояснение.
Молярная масса воды определяется так:
Молекула воды состоит из 2х атомов водорода и одного атома кислорода (H₂O). Значит масса молекулы воды равна сумме масс атома кислорода и двух атомов водорода. По таблице Менделеева масса атома водорода равна 1 а.е.м. (атомные единицы массы), масса атома кислорода равна 16 а.е.м. Значит масса молекулы воды равна 2*1+16=18 а.е.м.
Молярная масса вещества в "г/моль" численно совпадает с массой молекулы в "а.е.м.". То есть молярная масса воды равна 18 г/моль = 0,018 кг/моль.