Какую высоту должен иметь столб нефти, чтобы уравновесить столб ртути высотой 16 см?

Pн*g*h1=pрт*g*h2
h1=pрт*h2/pн=13600*0,16/800=2,72 м

N = 10 кВт = 10000 Вт.

V = 600 л = 0,6 м3.

t = 1 мин = 60 с.

ρв = 1000 кг/м3.

h - ?

P - ?

Мощностью насоса N называется отношение выполненной им механической работы А к времени ее выполнения t: N = А / t.

Механическую работу насоса А при подъеме воды выразим формулой: А = m * g * h, где m - масса воду, которую он поднял, g - ускорение свободного падения, h - высота поднятия.

Массу воды m выразим формулой: m = ρв * V.

N = ρв * V * g * h / t.

h = N * t / ρв * V * g.

h = 10000 Вт * 60 с / 1000 кг/м3 * 0,6 м3 * 10 м/с2 = 100 м.

Давление насоса Р выразим по формуле: Р = ρв * h * g.

Р = 1000 кг/м3 * 100 м * 10 м/с2 = 1000000 Па = 1 МПа.

ответ: h = 100 м, Р = 1 МПа.

Объяснение:

1) Находим работу электрического поля:
A = e·Δφ = 1,6·10⁻¹⁹·1000 = 1,6·10⁻¹⁶ Дж                      (1)

2)
Эта работа равна кинетической энергии протона:
Ek = m·V²/2 = 1,67·10⁻²⁷ · V² /2 ≈ 0,84·10⁻²⁷·V²             (2)

3)

Приравняем (2) и (1)
0,84·10⁻²⁷·V²     = 1,6·10⁻¹⁶
V²  = 1,6·10⁻¹⁶ / 0,84·10⁻²⁷·V²  ≈ 1,9·10¹¹
V = √ (1,9·10¹¹) ≈ 0,44·10⁶ м/с

4)
Сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле является и центростремительной силой:
q·B·V = m·V²/R

Радиус:
R = m·V / (q·B) = 1,67·10⁻²⁷·0,44·10⁶ / (1,6·10⁻¹⁶·0,2) ≈ 23·10 ⁻⁶ м

Период:
T = 2π·R/V = 2·3,14·23·10⁻⁶ / 0,44·10⁶ ≈ 3,3·10⁻¹⁰ c