Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Из аэродинамики известна следующая формула для соотношения давлений и площадей: p/p0=ρ/ ρ0=e^(-z/H), где z- высота исследуемого слоя воздуха (в метрах; вверх от поверхности Земли) p – давление в исследуемой точке p0 – давление у поверхности Земли ρ и ρ0 – плотности в исследуемой точке и у поверхности e – основание натурального логарифма, равное 2,718 H – высота однородной атмосферы, т. е. , такая высота, которую имел бы слой воздуха, если бы он был несжимаем. Она равна 8425 м. Однако эта формула не дает взаимосвязи плотностей с температурой в явном виде. Для этого используется другая формула: ρ/ρ0=(1-(β• z /T0))^((T0•γ0/ β• p0)-1) здесь β – градиент температуры, град/м, т. е, величина, показывающая на сколько градусов изменяется температура при изменении высоты z на один метр; T0 – температура у пов-сти Земли γ0 – удельный вес воздуха, Н/м^3. Поскольку из условия задачи температура с высотой не меняется, то ее градиент β равен 0. Из второй формулы получим ρ/ρ0=(1-0)^∞ =1, т. е, плотность с высотой так же не меняется, а зависит только от давления. Тогда остается справедливым уравнение 1. Подставляя в нее значения, имеем p/p0 =2,718^(-(-1000)/8425)=1,126. Тогда давление на интересующей нас высоте p =1,126p0. Вот примерно так))) )
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
