3. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с и число молекул в 1 см^3 равно 2,7 *10^19?
Установим начало координат в месте, где пружина максимально деформирована
изначально шар обладал только запасом потенциальной энергии mg (h + x), которая в дальнейшем перейдет в энергию деформированной пружины (k x²)/2 и расходуется на преодоление силы сопротивления F
по закону сохранения энергии:
mg (h + x) = (k x²)/2 + F x
сведем данное уравнение к квадратному относительно x:
1. А= F(х)*S (произведение проекции силы на ось Х на перемещение по оси Х) 2. работа силы тяжести: А = Е(р1) - Е(р2) разность двух потенциальных энергий тела в начальном и конечном положении. Е(p1) = mg*H1 Е(р2) = mg*H2
изначально шар обладал только запасом потенциальной энергии mg (h + x), которая в дальнейшем перейдет в энергию деформированной пружины (k x²)/2 и расходуется на преодоление силы сопротивления F
по закону сохранения энергии:
mg (h + x) = (k x²)/2 + F x
сведем данное уравнение к квадратному относительно x:
(k x²)/2 + x (F - mg) - mgh = 0
корни данного уравнения:
x(1,2) = (-F + mg +- √(F² - 2mgF + m²g² + 2kmgh))/k
физический смысл имеет только корень со знаком "+":
x = (-F + mg + √(F² - mg (2 (F - kh) - mg)))/k
1. А= F(х)*S (произведение проекции силы на ось Х на перемещение по оси Х)
2. работа силы тяжести:
А = Е(р1) - Е(р2) разность двух потенциальных энергий тела в начальном и конечном положении.
Е(p1) = mg*H1
Е(р2) = mg*H2
а теперь решим задачу :
Н = 3*6= 18 метров
Н1= 0
Н2= 18
mg= 75*9,8 (м/с^2) = 735
Е(p1) = mg*H1= 735*0=0
Е(р2) = mg*H2=735*18=13230 Дж
А=Е(p1) - Е(p2) = 0 - 13230 = -13230 Дж (-13,23 кДж)
перемещение у нас идет противоположно оси (то есть подъем на этаж, поэтому А получилось отрицательным), в ответе записывается модуль.
ответ: 13230 Дж