Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа
Дано:
m = 4кг - масса камня
v = 10м/с - скорость камня
М - масса тележки
V - скорость тележки с камнем после удара
a = 60° - угол между направлением скорости v камня и горизонтом
Найти: импульс тележки MV после удара
Решение
До удара импульс камня в горизонтальном направлении:
рₓ = mv·сos 60° .
Импульс тележки до удара равен нулю.
Итак, до удара проекция импульса системы "камень-тележка" на ось х равна:
mv·сos 60° = 4 · 10 · 1/2 = 20(кгм/с)
После удара проекция импульса системы "камень-тележка" на ось х
(m + M) · V = (4 + M)·V.
По закону сохранения импульса системы в горизонтальном направлении получаем
20 = (4 + M) ·V
Импульс тележки равен MV = 20 - 4V
Допустим, что масса тележки значительно больше массы камня, скажем, 200кг. Тогда скорость системы после удара
V =20 : 204 ≈ 0,1 (м/с) и импульс тележки MV = 200 · 0.1 = 20 (кгм/с) примерно равен импульсу камня до удара.
ответ: ≈ 20кгм/с
Конечно, задача сформулирована некорректно, следовало указать массу тележки или указать, что она значительно больше массы камня.