ответ: при q2=0.
Объяснение:
Так как шары изготовлены из одного материала и имеют одинаковые радиусы, то одинаковой будет и их ёмкость C. После соединения шаров проводником их потенциалы начнут выравниваться до некоторого значения φ. До соединения заряд первого шара q1=C*φ1, а второго шара - q2=C*φ2. Пусть q1' и q2' - заряды шаров после соединения. Так как при соединении шаров проводников происходит лишь перераспределение зарядов между шарами, то q1+q2=q1'+q2'. А так как q1'=C*φ и q2'=С*φ, то отсюда следует уравнение C*φ1+C*φ2=2*C*φ. Отсюда φ=(φ1+φ2)/2, и если φ=φ1/2, то φ2=0. Но тогда и q2=C*φ2=0.
Дано:
H = 25 см = 0,25 м
m = 60 кг
ρ(льда) = 900 кг/м³
ρ(воды) = 1000 кг/м³
Найти:
S - ?
1) Воспользуемся для начала нахождения массы льдина, то такой формуле:
m(льда) = ρ(льда)×V - Масса льда (1)
2) Но нам не известно объем льда, но для его нахождения используется эта формула, именно по такой формуле мы найдем объем льда:
V = S×H - Объем льда (2)
3) Теперь мы складываем формулы из (1) и (2), и мы получим общую формулу для нахождения массы льда:
m(льда) = ρ(льда)×S×H - Масса льда
m(льда) = 900 кг/м³ × S м² × 0,25 м = 225S кг
4) На льдину со стороны воды действует выталкивающая сила, которая по закону Архимеда, именно по такой формуле мы найдем выталкивающую силу у льда:
F(Архим.) = ρ(воды)×g×V - выталкивающая сила у льда (3)
5) Далее складываем формулы из (3) и (2), и в результате мы получим общую формулу для нахождения выталкивающей силы у льда:
F(Архим.) = ρ(воды)×g×S×H - выталкивающая сила у льда
F(Архим.) = 1000 кг/м³ × 9,8 Н/кг × S м² × 0,25 м = 9800 Н/м³ × 0,25S м³ = 2450S Н
6) Чтобы льдина не утонула, выталкивающая сила должна быть не меньше суммарной силы тяжести, действующей на человека, определим силу тяжести:
F(тяж.) = m(человека)g - Сила тяжести человека (4)
m(человека) = m + m(льда) - Масса человека (5)
m(человека) = 60 кг + 225S кг = (60 + 225S) кг
F(тяж.) = (60 + 225S) кг × 9,8 Н/кг = (588 + 2205S) Н
7) Теперь мы приравниваем вилу Архимеда, и силу тяжется, и мы получим уравнение для нахождения минимальной площади льдины:
F(Архим.) = F(тяж.)
2450S Н/м² = 588 + 2205S
2450S - 2205S = 588
245S = 588 | : 245
S = 2,4 м²
ответ: S = 2,4 м²
