Доклад: воздухоплавание и плавание судов Воздухоплавание, летание на аппаратах легче воздуха. До начала 20-х гг. 20 в. термин "воздухоплавание" обозначал передвижение по воздуху вообще. Зарождение научных основ воздухоплавания и первые попытки подняться в воздух, используя законы аэростатики, относятся к 18 веку. Как свидетельствует летопись, в России попытка подъёма на большом шаре, наполненном дымом, относится к 1731. На все тела в воздухе действует выталкивающая архимедова сила. Чтобы убедиться в этом, проделаем следующий опыт. Уравновесим на весах сосуд, наполненный сжатым воздухом и закрытый пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка, соединенная с пустой оболочкой резинового шарика. Если открыть кран на трубке, то сжатый воздух наполнит шарик и он увеличится в объеме. Как только это произойдет, мы увидим, что равновесие весов нарушится. Произойдет это потому, что на шарик начнет действовать дополнительная выталкивающая сила и его вес уменьшится. Чтобы найти архимедову выталкивающую силу, действующую на тело в воздухе, надо плотность воздуха ρвозд умножить на ускорение свободного падения g = 9,8 Н/кг и на объем V тела, находящегося в воздухе: Fа= РвоздgV. Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит. На этом основано воздухоплавание. Летательные аппараты, применяемые в воздухоплавании, называют аэростатами. Различают управляемые, неуправляемые и привязные аэростаты. Неуправляемые аэростаты свободного полета с оболочкой, имеющей форму шара, называют воздушными шарами. Управляемые аэростаты называют дирижаблями. Привязные аэростаты соединяют с землей тросом, не позволяющим аппарату совершать горизонтальные перелеты. Чтобы аэростат поднимался вверх, его нужно наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть, например, водород, гелий или нагретый воздух
Если совершается работа над телом, то его энергия изменяется. У нас есть электрон, который находится в электрическом поле в состоянии покоя. Поле производит работу - скорость электрона начинает меняться. Значит, меняется его кинетическая энергия. Тогда по теореме об изменении кинетической энергии получим уравнение:
A = dE(k)
Кинетическая энергия находится по формуле:
Е(k) = m*v²/2
Работа поля - это транспортировка заряда q на расстояние d при напряжённости поля E:
A = q*E*d
Тогда подставим выражение работы с учётом модуля заряда в уравнение изменения кинетической энергии:
A = dE(k)
|q|*E*d = E(k2) - E(k1) - выражаем d и находим его значение:
|q|*E*d = m*v²/2 - m*v0²/2 = m*v²/2
d = (m*v²)/(2*|q|*E) = (9,1*10^(-31)*(2*10^6)²)/(2*1,6*10^(-19)*1,5) = (9,1*4*10^(-19))/(2*1,6*1,5*10^(-19)) = 9,1/(0,8*1,5) = 9,1/1,2 = 7,58333... = 7,6 м
Дано:
Е = 1,5 В/м
v0 = 0 м/с
v = 2000 км/с = 2000000 м/с = 2*10⁶ м/с
|q| = 1,6*10^(-19) Кл
m = 9,1*10^(-31) кг
d - ?
Если совершается работа над телом, то его энергия изменяется. У нас есть электрон, который находится в электрическом поле в состоянии покоя. Поле производит работу - скорость электрона начинает меняться. Значит, меняется его кинетическая энергия. Тогда по теореме об изменении кинетической энергии получим уравнение:
A = dE(k)
Кинетическая энергия находится по формуле:
Е(k) = m*v²/2
Работа поля - это транспортировка заряда q на расстояние d при напряжённости поля E:
A = q*E*d
Тогда подставим выражение работы с учётом модуля заряда в уравнение изменения кинетической энергии:
A = dE(k)
|q|*E*d = E(k2) - E(k1) - выражаем d и находим его значение:
|q|*E*d = m*v²/2 - m*v0²/2 = m*v²/2
d = (m*v²)/(2*|q|*E) = (9,1*10^(-31)*(2*10^6)²)/(2*1,6*10^(-19)*1,5) = (9,1*4*10^(-19))/(2*1,6*1,5*10^(-19)) = 9,1/(0,8*1,5) = 9,1/1,2 = 7,58333... = 7,6 м
ответ: примерно 7,6 м.