Давление воды на любой глубине можно находить по формуле (здесь ρ – плотность воды, равная 1000 кг/м3): p=ρgh Видно, что давление зависит линейно от глубины. На уровне поверхности воды (h=0) давление воды равно нулю, на глубине H – величине ρgH. На схеме (в центре) приведен график изменения давления от глубины (так называемая эпюра). Если мы хотим заменить действие переменное давления на среднее (т.е. постоянное, не зависящее от глубины), то мы должны нарисовать эпюру, равную по площади предыдущей, чтобы на стенку сосуда действовала одна и та же сила давления. Такая эпюра изображена слева. Тогда очевидно, что среднее давление воды на стенку pср можно найти по формуле: pср=ρgH2 Переведем высоту воды в систему СИ (в метры): 20см=20100м=0,2м Посчитаем ответ: pср=1000⋅10⋅0,22=1000Па
ответ: 1000 Па.
Дано:
S=0,5 см2, I=3 А, V0=1 см3, N0=4⋅1022, υ−?
Решение задачи:
Чтобы решить эту задачу, воспользуемся таким понятием, как плотность тока.
Плотность тока j равна отношению силы тока I к площади поперечного сечения S, то есть:
С другой стороны существует формула, которая связывает плотность тока j с концентрацией электронов n и скоростью их упорядоченного движения υ:
j=neυ
Здесь e – модуль заряда электрона, равный 1,6·10-19 Кл.
При этом концентрацию электронов мы можем найти из следующего отношения, ведь в условии сказано, что в объеме металла V0 содержится N0 свободных электронов:
n=N0V0
Тогда:
j=N0V0eυ(2)
Приравняем (1) и (2):
N0eυV0=IS
υ=IV0N0eS
Задача решена, подставим данные задачи в СИ и посчитаем ответ:
υ=3⋅10–64⋅1022⋅1,6⋅10–19⋅0,5⋅10–4=9,38⋅10–6м/с=9,38мкм/с
ответ: 9,38 мкм/с.
