A gas sample in a cylinder-piston system is slowly compresed from state(i) to state(f) as, in the P-V graph shown in the figure.What is the work done by the gas during compression?

Высота, на которую поднимется камень с высоты 8,75 метров равняется
h₁=U₀t₁-gt₁²/2
скорость будет изменяться по закону
U=U₀-gt₁. На максимальной высоте скорость будет равняться нулю
U₀=gt₁
Максимальная высота будет
h₁=gt₁²-gt₁²/2=gt₁²/2
С высоты h₁ до высоты 8,75 камень будет падать по закону
h₂=gt₂²/2
Причём h₁ равняется h₂. Получим тождество
gt₁²=gt₂² из которого делаем вывод что время подъёма на максимальную высоту от отметки 8,75 м равняется времени падения с максимальной высоты до 8,75 м
Причём t₁+t₂=3 с или 2t₂=3c
t₂=1,5 с
найдем максимальную высоту
h₂=gt₂²/2
h₂=9,8*(1,5)²/2=11,025 м
Hmax=h₂+8,75
Hmax=11,025+8,75=19,775 метров
Найдём время падения камня с высоты
t=√(2H/g)
t=√(2*19,775/9,8)
t=2 секунды
Т.е. за 2 секунды камень поднимется н максимальную высоту и за две секунды упадёт с неё. Определим скорость
U=U₀-gt
U₀=gt
U₀=9,8*2=19,687 м/c
ответ начальная скорость камня 19,687 м/с

15 м

Объяснение:

Дано: m=2 кг, Eк1=400 Дж, υ=10 м/с, h−?

Решение задачи: При отсутствии неконсервативных сил, действующих на камень, например, силы сопротивления воздуха, полная механическая энергия камня сохраняется согласно закону сохранения энергии.

E=const

Возьмем нуль отсчета потенциальной энергии на уровне точки броска камня. Тогда понятно, что в точке 1 (смотрите схему) у камня имеется только кинетическая энергия Eк1, а в точке 2 – и кинетическая Eк2, и потенциальная Eп2.

Eк1=Eк2+Eп2

Потенциальная и кинетическая энергии в точке 2 находятся по известным формулам, поэтому:

Eк1=mυ22+mgh

Выразим из этого уравнения неизвестную высоту h:

h=2Eк1–mυ22mg

Так как все исходные данные задачи даны в системе СИ, то можно сразу посчитать ответ:

h=2⋅400–2⋅1022⋅2⋅10=15м

ответ: 15 м.