С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении со скоростью 7м/с какова скорость лодки после прыжка мальчика, если мальчик прыгает с кормы в сторону, противоположную движению лодки? С носа по ходу движения?
Дано:
t_o = 1,5 ч = 90 мин
V1 = V/2
υ1 = 9 л/мин
t2 = 30 мин
υ2 = 4 л/мин
V3 = V/3
υ3 = υ_min - ?
t_o - общее время
t - время поедания части содержимого банки
υ - скорость поедания
V - объём банки варенья
Нужно составить уравнение для общего времени. Общее время будет равно сумме отдельных промежутков:
t_o = t1 + t2 + t3
t2 известно. А каждый из двух оставшихся промежутков выразим через известные величины. Будем пользоваться формулой равномерного движения:
S = υ*t
Только вместо S будет V:
V = υ*t, тогда:
V1 = υ1*t1 => t1 = V1/υ1 = (V/2)/υ1 = V/(2*υ1)
V3 = υ3*t3 => t3 = V3/υ3 = (V/3)/υ3 = V/(3*υ3) =>
t_o = V/(2*υ1) + t2 + V/(3*υ3)
Нам неизвестен объём V. Его можно выразить, используя время t2, объём V2 и скорость υ2. Если сначала Карлсон съел половину банки (V/2), а потом ему осталось съесть треть банки (V/3), то со скоростью υ2 он съел объём V2, равный разности того, что осталось после первого съедения (а осталась ровно половина), и трети содержимого банки (V2 = V/2 - V/3):
t2 = V2/υ2 = (V/2 - V/3)/υ2 = (3V/6 - 2V/6)/υ2 = (V/6)/υ2 = V/(6*υ2) => V = 6*υ2*t2
t_o = 6*υ2*t2/(2*υ1) + t2 + 6*υ2*t2/(3*υ3) = 3*υ2*t2/υ1 + t2 + 2*υ2*t2/υ3 - выражаем скорость υ3 и находим её значение:
t_o - 3*υ2*t2/υ1 - t2 = 2*υ2*t2/υ3
υ3 = (2*υ2*t2) / (t_o - 3*υ2*t2/υ1 - t2) = (2*4*30) / (90 - 3*4*30/9 - 30) = 240/(90 - 40 - 30) = 240/20 = 12 л/мин
υ_min = 12 л/мин
ответ: 12 л/мин.
Одним из основоположников о молекулярном строении вещества является русский ученый М.В. Ломоносов. Согласно его теории:
все тела состоят из молекул;
молекулы находятся в постоянном движении;
молекулы взаимодействуют между собой.
Хаотическое движение молекул называют тепловым движением. Интенсивность теплового движения возрастает с увеличением температуры.
Между молекулами существуют силы притяжения и отталкивания. Свойства вещества и его агрегатное состояние зависят от того, что преобладает: силы притяжения или тепловое движение.
Вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном.
В твердых телах расстояние между молекулами маленькое и преобладают силы взаимодействия. Поэтому твердые тела обладают свойством сохранять форму и объем. Молекулы твердых тел находятся в постоянном движении, но каждая молекула движется около положения равновесия.
В жидкостях расстояние между молекулами побольше, значит меньше и силы взаимодействия. Поэтому жидкость сохраняет объем, но легко меняет форму.
В газах силы взаимодействия совсем невелики, т.к. расстояние между молекулами газа в несколько десятков раз больше размеров самих молекул. Поэтому газ занимает весь предоставленный ему объем.
О строении вещества позволяют судить некоторые явления и опыты:
Стальной шарик, который свободно проходит в кольцо, после нагревания в нем застревает.
При нагревании жидкости увеличивается уровень ее в пробирке.
Мяч можно сжать.
Эти опыты позволяют сделать вывод, что все тела состоят из частиц, между которыми есть промежутки. Такие частицы получили название молекул.
Молекулы одного и того же вещества одинаковы.
Молекулы в свою очередь тоже делимы. Частицы, из которых состоят молекулы, называются атомами. Атомы также имеют составные части.
В подтверждение того, что молекулы движутся, можно провести опыт: если в комнату внести сильно пахнущее вещество, то через некоторое время его запах распространится по всей комнате. Если в чай добавить молоко, то, даже не перемешивая жидкости, через некоторое время можно увидеть, что жидкость стала однородной. Взаимное проникновение соприкасающиxся веществ друг в друга вследствие беспорядочного движения частиц вещества называют диффузией.
В газах диффузия происходит быстрее, чем в жидкостях. Объясняется это тем, что расстояние между молекулами в газах больше, чем в жидкостях. В твердых телах тоже происходит диффузия, но для этого требуется много времени. При спайке металлических изделий используется диффузия. На явлении диффузии основана засолка овощей, рыбы, сала. Благодаря диффузии молекулы воздуха попадают в воду.
Явление смачивания можно объяснить притяжением молекул друг к другу. Когда жидкость смачивает тело, то сила притяжения между молекулами тела и жидкости больше, чем сила притяжения между молекулами жидкости. Явление смачивания учитывается, например, при изготовлении бумаги, чтобы ее смачивали чернила.
О том, что молекулы отталкиваются, говорит тот факт, что сжатое тело стремится распрямиться, а жидкость трудно сжать.
Знания о строении вещества позволяют не только объяснять физические явления, но и управлять ими. Зная строение тела, можно создавать новые вещества с уже заданными свойствами, например пластмасса и резина.