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
Тормозной путь равен l = v0t - at^2/2 время торможения равно t = v0/a подставляя выражение для t в первое уравнение, получаем связь тормозного пути, начальной скорости и ускорения, вызванного равнодействующих сил: l = v^2/2a откуда можно получить ускорение a = v^2/2l Поскольку F = ma, получаем уравнение для вычисления силы F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н Эту же задачу можно решить, применяя динамический подход. Поскольку кинетическая энергия мотоциклиста равна mv0^2/2 была израсходована на совершение работы против сил трения на пути l, каковая работа определяется как A = Fl, то, приравняв эти два выражения друг другу mv0^2/2 = Fl получим то же самое выражение: F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
