Пробирку высотой 50 см переворачивают вверх дном и погружают открытым концом в воду на половину высоты. При этом в пробирку затекает столбик воды высотой 5 см (см. рис). Атмосферное давление равно 100 кПа, плотность воды 1000 кг/м3, ускорение свободного падения 10 Н/кг.

Найдите давление воздуха внутри пробирки. ответ выразите в килопаскалях, округлите до целого числа.

Найдите силу, с которой воздух давит изнутри на плоское дно пробирки, если её можно считать цилиндром с внутренним радиусом 1 см. ответ выразите в ньютонах, округлите до целого числа

Решение: (-12,8+9,6):2=-1,6 нКл.

Смысл:

Шарик имеет заряд отрицательный, значит у него лишние электроны.

У второго положительный заряд, электронов не хватает.

Приводим в соприкосновение шарики.

-9,6 нКл переходят на второй шарик, где их не хватает, чтобы атомы опять стали нейтральными.

Но остается еще заряд в -3,2 нКл. Так как шарики соприкасаются, а электроны отталкиваются, они распределяются по поверхностям шариков поровну, т.к. шарики одинаковые. В итоге каждый шарик имеет заряд по -1,6 нКл. Это на уровне 8 кл.

1) p=mV; m=2 кг; V(2) - ?

Sx=Vox*t+(ax/2)*t²

Sx=2t-1*t²; Vox=2 м/с; ax/2=-1; ax=-2 м/с²

Vx(t)=Vox+ax*t; t=2 c

Vx(2)=2-2*2=-2 м/с

p=2*(-2)=-4 кг*м/с.

№2

Дано: Vo=20 м/с; Епот=1/5*Еполн. h - ?

Vox=Vo*cosα; Voy=Vo*sinα

Eполн=mgh+mVox²/2=

mg*(Vy²-Voy²)/(-2g)+mVox²/2=              Vy=0

mg*Vo²*sin²α/(2g)+mVo²*cos²α/2=

mVo²/2*(sin²α+cos²α)=mVo²/2           (sin²α+cos²α)=1

Епот=1/5*(mVo²)/2

Eпот=mgh=mg*Vo²*sin²α/(2g);

m*Vo²*sin²α/2=1/5*(mVo²)/2; ⇒ sin²α=1/5 при Епот=1/5Еполн.

h=Vo²*sin²α/2g=20²*(1/5)/(2*10)=400/(5*2*10)=4 м - это ответ.