6. Зависимость массы от объема бруска представлена на графике (рис. 150). Из какого вещества изготовлен брусок? Чему равны вес бруска, находящегося в состоя- нии покоя, и сила тяжести, действующая на брусок объемом V = 1,0 дм3?
Для начала приведем скорости к системе СИ V=54 км/ч=54000 м/3600c=15м/с U=72 км/ч=72000 м/3600c=20м/с
квадрат расстояния между автомобилями вычисляем по формуле Пифагора d²=(L-Vt)²+(L-Ut)² найдем производную от d² (d²)'=2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U) минимальное d² (и соответственно минимальное d) будет в момент времени t, когда (d²)'=0 2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U)=0 V(L-Vt)+U(L-Ut)=0 VL-V²t+UL-U²t=0 L(V+U)=t(V²+U²) t=450м *(15 м/c+20 м/c)/(15² м²/с²+20² м²/с²)=450 м/(225+400)м/с=25,2с
подставляем это значение t в формулу для d² d²=(450м-15м/с * 25,2с)²+(450м-20м/с * 25,2с)²=8100 м² d=90,0м
ρ = 0,8 г/см³ = 800 кг/м³
S = 210 см² = 0,021 м²
S' = 6 300 см² = 0,63 м²
g = 10 м/с²
p₀ = 100 кПа = 10⁵ Па
Найти:H - ?
Решение:Запишем выражение для гидростатического давления жидкости плотности ρ на глубине H :
p = ρ·g·H
Тогда сила гидростатического давления равна :
F = p·S = ρ·g·H·S
Запишем выражение для силы давления со стороны атмосферы p₀ на окно площадью S' :
F = p₀·S'
Приравняем эти силы и выразим высоту H :
ρ·g·H·S = p₀·S'
H = (p₀·S') : (ρ·g·S )
Подставим численные значения для величин:
H = (10⁵·0,63) : (800·10·0,021) = 375 м
ответ:H = 375 м
V=54 км/ч=54000 м/3600c=15м/с
U=72 км/ч=72000 м/3600c=20м/с
квадрат расстояния между автомобилями вычисляем по формуле Пифагора
d²=(L-Vt)²+(L-Ut)²
найдем производную от d²
(d²)'=2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U)
минимальное d² (и соответственно минимальное d) будет в момент времени t, когда (d²)'=0
2(L-Vt)(-V)+2(L-Ut)(-U)=0
V(L-Vt)+U(L-Ut)=0
VL-V²t+UL-U²t=0
L(V+U)=t(V²+U²)
t=450м *(15 м/c+20 м/c)/(15² м²/с²+20² м²/с²)=450 м/(225+400)м/с=25,2с
подставляем это значение t в формулу для d²
d²=(450м-15м/с * 25,2с)²+(450м-20м/с * 25,2с)²=8100 м²
d=90,0м