Маленький свинцовый шарик объёмом 0,02 см^3
равномерно падает в воде. На какой глубине оказался шарик, если в процессе его движения выделилось количество теплоты, равное 12,42 мДж?

Ответ: 6 м

Объяснение:

Дано :

р ( свинца ) = 11300 кг/м³

V = 0,02 cм³ = 2 * 10^-8 м³

р' ( воды ) = 1000 кг/м³

Q = 12,34 мДж = 12,34 * 10^-3 Дж

--------------------------------------------------------

h - ?

Решение :

Так как шарик падает в воде равномерно тогда его ускорение равно нулю

0 = Fa. + Fc. - mg

где Fa. - сила Архимеда

Fc. - сила сопротивления движению

отсюда

Fc. = mg - Fa. (1)

в соответствии с законом сохранения энергии количество выделенной теплоты в процессе движения шарика в воде ( Q ) = работа совершенная силами сопротивления ( Ас. )

( Ас. = Q = 12,34 * 10^-3 Дж )

так как шарик падает вертикально вниз тогда

Ас. = Fc.h

отсюда

Fc. = Aс./h (2)

приравниваем уравнения (1) и (2)

Ас./h = mg - Fa.

Aс./h = pVg - p'gV

Aс./h = Vg ( p - p' )

h = Aс. / ( Vg ( p - p' ) )

h = ( 12,34 * 10^-3 ) / ( 2 * 10^-8 * 10 ( 11300 - 1000 ) ) ≈ 6 м