Дано:
I=0.3 А
Δt=5 минут=300 с
q=-1.6*10^-19 Кл
Найти N
N=Δq/q=(I*Δt)/q
Δq=I*Δt
Согласно 2-ому Закону Ньютона:
T=Y*e (1)
Согласно кинематическому закону движения шара:
Phi=Phi0+w0*t+e*t*t/2 (2)
Момент инерции шара:
Y=2*m*R^2/5 (3)
Так как изначально шар находился в состоянии покоя, то:
w0=0, Phi0=0 (4)
Тогда, подставляя (4) в (2) получим:
Phi=Phi0+w0*t+e*t*t/2=e*t*t/2 (5)
Причем, согласно условию задачи шар за 15 секунд совершает 180 полных оборотов, то есть угол равен:
Phi = 180 * 2Pi = 360*Pi (6)
Подставляя (6) в (5), найдем ускорение, с которым раскручивался шар:
360Pi=e*15*15/2
e=720Pi/225 (7)
Тогда, подставив (3) и (7) в (1), получим выражение, из которого и найдем массу шара:
4.65 * 10^-3 = 2*m*(8/2 * 10^(-2))^2/5 * 720Pi/225
4.65 * 10^-3 = 2*m*(16 * 10^(-4))/5 * 720Pi/225
m=4.65 * 10^-3 * 225 * 5/ (32* 10^(-4) *720Pi)
m = 4.65 * 225 * 5 / (3.2*720Pi) = 5.231,25/7.234,56 = 0.72 кг
Наёдем объем этой детали по формуле: V=m/p, где p - это плотность меди, равная 8,92 г/м3.
V=7100/8,92=796 см3.
Т.е. вылилось 796 см3 керосина, теперь найдём его массу, зная, что плотность керосина (табличная величина) равна 0,8 г/см3.
m=V*p=796*0.8=636.8=637 г.
Ответ: вылилост 637 г керосина.
Манометр показывает: 2,6 кПа.