Аэростат поднимается с земли с ускорением 2 м/с^2. Через 5 с после начала движения от него отделяется предмет. Сколько времени предмет проведет в свободном падении? ответ округлить до десятых

Дано:                                                                                                                     

F₁= 25 Н

Δх₁ = 2 см

F₂ = 50 Н

Найти: Δх₂-?

1.      Единицы измерения переводим в систему СИ:

         Δх₁ = 2 см = 0.02 м

 

2.      Сила воздействия на пружину равна силе упругости пружины с       

         положительным          значением:

 

                                                                    F = k Δх            (1)

где k - коэффициент упругости; Δх - величина деформации.

В условиях задачи пишется, что в обоих случаях используется одна и та же пружина (“этой” пружины).  Следовательно,  k₁=k₂=k

 

3. Сначала находим коэффициент упругости пружины k, используя формулу (1):

                                                                F₁ = k Δх₁

 

                                              k = F₁/ Δх₁ = 25/0.02 = 1250 Н/м

 

Наконец находим Δх₂, используя ту же формулу (1):

 

                                           Δх₂ = F₂/k  = 50/1250  = 0.04 м = 4 см

ответ: 4 с

Сначала разберёмся с фотоном. У него нет массы покоя, его импульс может быть выражен через его энергию (Eф - энергия фотона, c=3*10^8 - скорость света, h=6.63*10^(-34) - постоянная Планка, l=5200*10^(-10) - длина волны): Eф=h*c/l. Так как импульс р=Еф/с, то 
p=Eф/c=h/l 
С другой стороны, электрон имеет массу, его импульс - это p=m*v при малых скоростях, а при больших нужно вводить релятивистскую поправку p=m*v/sqrt(1-v^2/c^2). Здесь m=9.1*10^(-31) - масса электрона, sqrt() - корень квадратный. 
Забегая вперёд, скажу, что скорость будет относительно небольшой, поэтому: 
p=m*v=h/l ---> v=h/(l*m) = 1401 м/с 
Но, если решать правильно, то: 
p=m*v/sqrt(1-v^2/c^2)=h/l 
Если немного помучаться, то можно из этого выразить v: 
v = c*h/sqrt(c^2*l^2*m^2+h^2) = ...подставляем значения = 1401 м/с