Задача №1. Запишем условие. Масса плиты равна m = 40,5 кг; плотность мрамора находим в таблице задачника; "ро"1 = 2700кг/м куб: Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб. Определить сил у F - ?Решение. Находим силу тяжести, действующую на плиту. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу плиты. Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*40,5 кг = 405 Н. . Теперь, зная массу плиты и плотность мрамора, находим объем плиты. Он равен отношению массы к плотности V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент. F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н. Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2; V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт; F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
Молекулы взаимно притягиваются и отталкиваются .Природа взаимодействия молекул случаев - электростатическая. Обобщенное название такого межмолекулярного взаимодействия - Ван-дер-Ваальсовское. Полярные молекулы (ковалентная полярная связь) взаимодействуют посредством постоянных дипольных моментов (1). Энергия взаимодействия в этом случае определяется взаимной ориентацией молекул-диполей. В случае с ориентацией как на рисунке электростатическая энергия взаимодействия будет максимальной. Энергия такого взаимодействия равна E = p1*p2/r^6, где p - дипольный момент молекулы. Полярная и неполярная (ковалентная неполярная связь) молекулы взаимодействуют посредством поляризации неполярной молекулы полярной молекулой и последующего создания дипольного момента. Последующая пара поляризованных молекул взаимодействует посредством (1). Энергия такого взаимодействия равна E = −2*μнав²*γ/r^6, где μнав - наведенный дипольный момент. Две неполярные молекулы взаимодействуют посредством взаимодействия мгновенных дипольных моментов. Рассмотрю процесс образования мгновенного дипольного момента детальнее. В любой момент времени электронная плотность может распределяться равномерно, а может наблюдаться мгновенная асимметрия плотности. В последнем случае молекула начинает обладать мгновенным диполем - наблюдается разная плотность электронного облака по ее объему. Мгновенный диполь молекулы поляризует соседнюю молекулу, и между ними начинает проходить дисперсионное взаимодействие. При этом, энергия дисперсионного взаимодействия очень мала (E = 2*μмгн²*γ²/ r^6, где μмгн - момент наведенного диполя), и из-за этого, в основном, совокупность неполярных молекул с малой молекулярной массой существует в газообразном состоянии.
V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.
F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н.
Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2;
V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV
F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт;
F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
Полярные молекулы (ковалентная полярная связь) взаимодействуют посредством постоянных дипольных моментов (1). Энергия взаимодействия в этом случае определяется взаимной ориентацией молекул-диполей. В случае с ориентацией как на рисунке электростатическая энергия взаимодействия будет максимальной.
Энергия такого взаимодействия равна E = p1*p2/r^6, где p - дипольный момент молекулы. Полярная и неполярная (ковалентная неполярная связь) молекулы взаимодействуют посредством поляризации неполярной молекулы полярной молекулой и последующего создания дипольного момента. Последующая пара поляризованных молекул взаимодействует посредством (1).
Энергия такого взаимодействия равна E = −2*μнав²*γ/r^6, где μнав - наведенный дипольный момент. Две неполярные молекулы взаимодействуют посредством взаимодействия мгновенных дипольных моментов.
Рассмотрю процесс образования мгновенного дипольного момента детальнее.
В любой момент времени электронная плотность может распределяться равномерно, а может наблюдаться мгновенная асимметрия плотности. В последнем случае молекула начинает обладать мгновенным диполем - наблюдается разная плотность электронного облака по ее объему. Мгновенный диполь молекулы поляризует соседнюю молекулу, и между ними начинает проходить дисперсионное взаимодействие.
При этом, энергия дисперсионного взаимодействия очень мала (E = 2*μмгн²*γ²/ r^6, где μмгн - момент наведенного диполя), и из-за этого, в основном, совокупность неполярных молекул с малой молекулярной массой существует в газообразном состоянии.