Какова сила сопротивления обшивки судна, имеющей толщину 20 см, если скорость меч-рыбы при нападении достигает 140 км/ч, и она способна пробить ее без получения повреждений? В голове рыбы, у основания ее меча, имеется гидравлический ароматизатор, состоящий из небольших полостей, заполненных жиром, которые смягчают удар. Кроме того, хрящевые прокладки между позвонками рыбы уменьшают силу удара. Масса рыбы составляет 10 кг, и она способна пробить обшивку судна за 0,5 секунды.
Пошаговое объяснение:
Пояснение: Чтобы определить силу сопротивления обшивки судна, необходимо рассмотреть два фактора: скорость меч-рыбы и толщину обшивки. Сила сопротивления возникает из-за сопротивления материала обшивки движению рыбы. Чтобы разобраться, какая сила сопротивления возникает, исходя из предоставленной информации, мы можем использовать закон сохранения энергии.
Сначала переведем скорость меч-рыбы из км/ч в м/с:
140 км/ч * (1000 м / 1 км) * (1 ч / 3600 с) = 38.89 м/с
Затем рассмотрим кинетическую энергию меча-рыбы:
K = (1/2) * масса * скорость^2
K = (1/2) * 10 кг * (38.89 м/с)^2
K = 7555.5 Дж
Согласно закону сохранения энергии, эта энергия должна быть поглощена силой сопротивления обшивки судна. Сила сопротивления можно выразить как отношение работы к пройденному пути:
F = работа / путь
Предположим, что обшивка судна двигается на 1 метр в направлении движения меч-рыбы. Тогда работа силы сопротивления будет равна кинетической энергии:
F = 7555.5 Дж / 1 м
F = 7555.5 Н (ньютон)
Таким образом, сила сопротивления обшивки судна составляет 7555.5 Н (ньютон).
Пример использования: Какова сила сопротивления обшивки судна, если толщина обшивки составляет 20 см, а скорость меч-рыбы при нападении равна 140 км/ч?
Совет: Чтобы лучше понять силу сопротивления обшивки судна, полезно изучить свойства материалов, используемых для изготовления обшивки судна, и также ознакомиться с основами законов сохранения энергии и работы.
Практика: Какая будет сила сопротивления обшивки судна, если толщина обшивки увеличится до 30 см и скорость меч-рыбы будет составлять 200 км/ч?