со стола взяли большой и маленький стальные шарики и погрузили в кастрюлю с кипящей водой. как измениться внутренняя энергия шариков? одинаково ли изменение внутренней энергии для обоих шариков?

решение:

p = f: s

p = 45000 : 1,5

р = 30000 па

f=b*v*q*sin90

v=f/bq=12*10-7 / 0,03*10-7=400 м/с

полная мех. энергия равна потенциальной энергии пружины в момент амплитудной деформации:

w = (ka^2)/2 = (250* 0,0225)/2 = 2,8 дж.

она же равна максимальной кинетической энергии в момент прохождения положения равновесия:

w = (mv^2)/2. отсюда:

v = a*(кор(k/m)) = 0,15*кор(250/0,4) = 3,75 м/с.

ответ: 2,8 дж;   3,75 м/с.

введем обозначения: е0 - электрическая постоянная

е - диэлектрическая проницаемость жидкости,

p1 - плотность шарика,

p2 - плотность жидкости   (p2< p1),

fк - сила кулона: fк = q^2/(4пee0*r^2) = q^2 / (8пee0*l^2).

fa - сила архимеда: fa = p2*g*v = mgp2/p1

уравнения ньютона для равновесия одного шарика в проекциях на оси х и у:

х:   fк = t/кор2         t - натяжение нити.

у:   fa + t/кор2 = mg     отсюда получим:

fк = mg - fa     или:

q^2 / (8пee0*l^2) = mg(1 -(p2/p1))

отсюда находим заряд шарика:

q = 2l*кор[2пee0*mg(1-(p2/p1))]