Человек вращает камень, привязанный к шнуру длиной 80 см, в вертикальной плоскости с частотой 4 об/с. на какую высоту взлетит камень, если шнур оборвётся в тот момент, когда скорость камня направлена вертикально вверх? сопротивлением воздуха пренебречь. ответ округлите до целых.

pv=m/m rt

v=mrt/pm=4 кг*8.31дж/к*300к/400000па*28*10(-3)кг/моль=

=9972/11200=8.9м3

mg = kx - закон гука;

1. движение по горизонтали - равномерное со скоростью v=15 м/с.

s = v*t

2. движение по вертикали - равноускоренное с ускорением g и нулевой начальной скоростью:

h = gt^2/2

отсюда находим время полета:

t =

теперь находим дальность полета:

s = 15*1,4 = 21 м.

ответ: через 1,4 с;   21 м.

2. движение до максимальной высоты: равнозамедленное с ускорением (-g) и начальной скоростью v0 = ?

уравнения этого движения:

v0 - gt = 0,                            t = v0/g

h = v0*t - gt^2/2,            h = v0^2/(2g)

теперь находим v0:

ответ: 20 м/с.

(можно решить и через закон сохранения энергии:

mgh = mv0^2/2,  v0 = кор(2gh)= 20 м/с.  смотря какую тему сейчас проходите)

если шар полый, то потенциал его внутри постоянен и равен 30 в.

рассмотрим случай равномерно заряженного по объему целого шара.

тогда его потенциал на расстоянии r от центра находится по формуле:

ф = ,

где е0 = 8,85*10^(-12) - эл. постоянная, r = 0,05 м, r = 0,1 м, р = q/(4пr^3/3) - объемная плотность заряда.

найдем заряд q шара:

ф = kq/r, где ф = 30 в, k = 9*10^9

q = фr/k.

объемная плотность:

p = 3ф/(4пkr^2)

искомый потенциал шара на расстоянии r от центра:

ф = ф(3r^2 - r^2) / (2r^2) = 30*(0,03-0,0025)/0,02 = 30(1,5-0,125) =

= 41,25 в.

ответ: 41,25 в ( если шар равномерно заряжен по объему)

или 30 в (если шар - полый)