Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14337
2020-10-31 
Резиновая пуля, которая вмещает $10^{-4}$ кг водорода при давлении 1,05 атм, поднимается в комнате до потолка. Найдите площадь соприкосновения резиновой пули к потолку. Массой оболочки шара пренебрегите.
Решение:
Определим объем пули ($T = 300 К$ - комнатная температура)
$V_{п} = \frac{m_{в}RT }{ \mu_{в}P_{в} }$. (1)
Определите силу реакции потолка:
$N = F_{A} - m_{в}g = \rho_{n}gV_{п} - m_{в}g = \frac{P_{0} \mu_{n} }{RT} g \frac{m_{в}RT }{ \mu_{в}P_{в} } - m_{в}g = m_{в}g \left ( \frac{P_{0} \mu_{n} }{P_{в} \mu_{в} } - 1 \right )$. (2)
Учтем, что плотность воздуха: $\rho_{n} = \frac{P_{0} \mu_{n} }{RT}$, где $\mu_{n}$ и $\mu_{в}$ - молярные массы воздуха и водорода. Поверхность шара в месте соприкосновения плоская, поэтому сила реакции опоры распределена равномерно:
$P_{0} + \frac{N}{S} = P_{в}$,
следовательно,
$S = \frac{N}{P_{в} - P_{0} } = \frac{m_{в}g }{P_{в} - P_{0} } \left ( \frac{P_{0} \mu_{n} }{P_{в} \mu_{в} } - 1 \right ) = 2,6 \cdot 10^{-6} м^{2} = 2,6 мм^{2}$.
Резиновая пуля, которая вмещает $10^{-4}$ кг водорода при давлении 1,05 атм, поднимается в комнате до потолка. Найдите площадь соприкосновения резиновой пули к потолку. Массой оболочки шара пренебрегите.
Решение:
Определим объем пули ($T = 300 К$ - комнатная температура)
$V_{п} = \frac{m_{в}RT }{ \mu_{в}P_{в} }$. (1)
Определите силу реакции потолка:
$N = F_{A} - m_{в}g = \rho_{n}gV_{п} - m_{в}g = \frac{P_{0} \mu_{n} }{RT} g \frac{m_{в}RT }{ \mu_{в}P_{в} } - m_{в}g = m_{в}g \left ( \frac{P_{0} \mu_{n} }{P_{в} \mu_{в} } - 1 \right )$. (2)
Учтем, что плотность воздуха: $\rho_{n} = \frac{P_{0} \mu_{n} }{RT}$, где $\mu_{n}$ и $\mu_{в}$ - молярные массы воздуха и водорода. Поверхность шара в месте соприкосновения плоская, поэтому сила реакции опоры распределена равномерно:
$P_{0} + \frac{N}{S} = P_{в}$,
следовательно,
$S = \frac{N}{P_{в} - P_{0} } = \frac{m_{в}g }{P_{в} - P_{0} } \left ( \frac{P_{0} \mu_{n} }{P_{в} \mu_{в} } - 1 \right ) = 2,6 \cdot 10^{-6} м^{2} = 2,6 мм^{2}$.
