1) пусть dt - промежуток времени в 1 секунду (просто единицу подставлять не удобно, трудно следить за размерностью) Зависимость пути от времени: S(t) = (a/2)t^2 Путь за первую секунду: S1 = S(dt) = (a/2)dt^2 Путь за последнюю секунду: S2 = S(T) - S(T-dt) = (a/2)(T^2 - (T-dt)^2) = = (a/2)(T^2 - T^2 + 2 T dt - dt^2) = a(T - dt/2)dt Получаем систему двух уравнений и двух неизвестных a и T: S1 = (a/2) dt^2 S2 = a(T - dt/2) dt Разделим второе уравнение на первое: S2/S1 = (T - dt/2)dt / 0.5 dt^2 S2/S1 = (2 T - dt) / dt 2 T - dt = (S2/S1)dt 2 T = [(S2/S1) - 1] dt T = [ S2/S1 - 1] dt/2 - ответ. Осталось подставить числа: T = [ 14/2 - 1]/2 = 3 (сек)
2) За время dt с ускорением a тело поднимается на высоту H: H = a dt^2 / 2 На тело действует сила натяжение нити T, сила тяжести m g Второй закон Ньютона: m a = T - m g 2 m H / dt^2 = T - mg H = (T/m - g) dt^2 / 2 - ответ. Если подставить числа: H = 5,1(м)
Начнем с анализа имеющегося графика. Итак, процесс 1-2 – изобара, потому что давление не меняется. Объем растет, следовательно, растет температура. Процесс 2-3 – изохора. Объем неизменен, давление падает – следовательно, и температура падает тоже. Последний участок – 3-1 – изотерма. Объем уменьшается, давление растет. Попробуем изобразить этот цикл в новых осях. Возьмем оси V,T. Процесс 1-2 – изобара – будет в этих осях изображаться прямой, выходящей из начала координат. Двигаться по этой прямой будем вверх, так как мы уже заметили, что растут как температура, так и объем.
изопроцессы
Обратите внимание: начальную точку лучше ставить в центр, так как пока мы еще не знаем, куда нам предстоит затем двигаться: вверх, вниз, вправо или влево, и лучше будет оставить место для любого отрезка.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 2
Следующий процесс – изохора – изображается в осях V,T горизонтальной прямой. Двигаться будем влево, в сторону уменьшения температуры, так как давление падает. Причем можно заметить, что дойти мы должны ровно до начального уровня температуры – ведь дальше она меняться уже не будет.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 3
Ну и последний этап – изотерма, вертикальная прямая в осях V,T – до встречи с точкой 1.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 4
Теперь рассмотрим оси p,T. Изобара в этих осях – горизонтальная прямая, двигаемся вправо: температура растет (ведь объем-то увеличивается на исходном графике):
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 5
Следующий процесс – изохора – изображается в осях p,T как прямая, обязательно выходящая из начала координат. Поэтому проводим вс прямую:
изопроцессу
Задача 1. Рисунок 6
И спускаемся по ней (давление же падает) вниз до достижения начальной температуры.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 7
После чего по изотерме нужно подняться вверх до достижения начального давления.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 8
Задача 2. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 1
Проанализируем представленный цикл, можно даже подписать на нем названия процессов. Процесс 1-2 – изохора, давление растет, следовательно, и температура также. Затем следует изобара, объем растет, следовательно, температура тоже продолжает расти. Далее видим изотерму, по ней мы спускаемся до начального давления – давление падает, а значит, растет объем. Наконец, замыкает процесс опять изобара, но теперь объем уменьшается, следовательно, температура падает.
Рисуем в осях V,T: сначала горизонталь (изохора):
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 2
Затем вс прямая из начала координат в точку 2 – будущая изобара.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 3
Теперь рисуем сам отрезок 2-3:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 4
Теперь отрезок 3-4 – это изотерма. Причем обратите внимание: в конце ее, в точке 4, мы должны оказаться при таком же давлении, каким оно было в точке 1, следовательно, двигаться нужно вертикально вверх, но до пересечения с изобарой, на которой лежит точка 1, поэтому сразу изобразим и ее тоже:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 5
Наконец, рисуем последнюю изобару 4-1:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 6
Переходим в оси p,T. Изохора в осях p,T – прямая, выходящая из начала координат. Следовательно, двигаемся вверх-вправо, так как температура растет и давление вместе с ней тоже:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 7
Далее – изобара 2-3, это прямая, параллельная оси температур. Двигаемся по ней вправо, так как температура растет:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 8
Далее – изотерма. Объем растет, это видно из исходного графика, а давление, стало быть, падает. Поэтому – спускаемся вниз. И спускаемся ровно до такой температуры, какой она была в точке 1.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 9
Завершаем цикл изобарой 4-1:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 10
Задача 3. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.
изопроцессы
Задача 3.
Решение.
Показать
Задача 4. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,T в оси p, V и V,T.
изопроцессы
Задача 4
Решение.
Показать
Задача 5. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,T в оси p, V и V,T.
пусть dt - промежуток времени в 1 секунду (просто единицу подставлять не удобно, трудно следить за размерностью)
Зависимость пути от времени: S(t) = (a/2)t^2
Путь за первую секунду: S1 = S(dt) = (a/2)dt^2
Путь за последнюю секунду: S2 = S(T) - S(T-dt) = (a/2)(T^2 - (T-dt)^2) =
= (a/2)(T^2 - T^2 + 2 T dt - dt^2) = a(T - dt/2)dt
Получаем систему двух уравнений и двух неизвестных a и T:
S1 = (a/2) dt^2
S2 = a(T - dt/2) dt
Разделим второе уравнение на первое:
S2/S1 = (T - dt/2)dt / 0.5 dt^2
S2/S1 = (2 T - dt) / dt
2 T - dt = (S2/S1)dt
2 T = [(S2/S1) - 1] dt
T = [ S2/S1 - 1] dt/2 - ответ. Осталось подставить числа:
T = [ 14/2 - 1]/2 = 3 (сек)
2)
За время dt с ускорением a тело поднимается на высоту H:
H = a dt^2 / 2
На тело действует сила натяжение нити T, сила тяжести m g
Второй закон Ньютона:
m a = T - m g
2 m H / dt^2 = T - mg
H = (T/m - g) dt^2 / 2 - ответ.
Если подставить числа: H = 5,1(м)
Начнем с анализа имеющегося графика. Итак, процесс 1-2 – изобара, потому что давление не меняется. Объем растет, следовательно, растет температура. Процесс 2-3 – изохора. Объем неизменен, давление падает – следовательно, и температура падает тоже. Последний участок – 3-1 – изотерма. Объем уменьшается, давление растет. Попробуем изобразить этот цикл в новых осях. Возьмем оси V,T. Процесс 1-2 – изобара – будет в этих осях изображаться прямой, выходящей из начала координат. Двигаться по этой прямой будем вверх, так как мы уже заметили, что растут как температура, так и объем.
изопроцессы
Обратите внимание: начальную точку лучше ставить в центр, так как пока мы еще не знаем, куда нам предстоит затем двигаться: вверх, вниз, вправо или влево, и лучше будет оставить место для любого отрезка.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 2
Следующий процесс – изохора – изображается в осях V,T горизонтальной прямой. Двигаться будем влево, в сторону уменьшения температуры, так как давление падает. Причем можно заметить, что дойти мы должны ровно до начального уровня температуры – ведь дальше она меняться уже не будет.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 3
Ну и последний этап – изотерма, вертикальная прямая в осях V,T – до встречи с точкой 1.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 4
Теперь рассмотрим оси p,T. Изобара в этих осях – горизонтальная прямая, двигаемся вправо: температура растет (ведь объем-то увеличивается на исходном графике):
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 5
Следующий процесс – изохора – изображается в осях p,T как прямая, обязательно выходящая из начала координат. Поэтому проводим вс прямую:
изопроцессу
Задача 1. Рисунок 6
И спускаемся по ней (давление же падает) вниз до достижения начальной температуры.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 7
После чего по изотерме нужно подняться вверх до достижения начального давления.
изопроцессы
Задача 1. Рисунок 8
Задача 2. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 1
Проанализируем представленный цикл, можно даже подписать на нем названия процессов. Процесс 1-2 – изохора, давление растет, следовательно, и температура также. Затем следует изобара, объем растет, следовательно, температура тоже продолжает расти. Далее видим изотерму, по ней мы спускаемся до начального давления – давление падает, а значит, растет объем. Наконец, замыкает процесс опять изобара, но теперь объем уменьшается, следовательно, температура падает.
Рисуем в осях V,T: сначала горизонталь (изохора):
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 2
Затем вс прямая из начала координат в точку 2 – будущая изобара.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 3
Теперь рисуем сам отрезок 2-3:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 4
Теперь отрезок 3-4 – это изотерма. Причем обратите внимание: в конце ее, в точке 4, мы должны оказаться при таком же давлении, каким оно было в точке 1, следовательно, двигаться нужно вертикально вверх, но до пересечения с изобарой, на которой лежит точка 1, поэтому сразу изобразим и ее тоже:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 5
Наконец, рисуем последнюю изобару 4-1:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 6
Переходим в оси p,T. Изохора в осях p,T – прямая, выходящая из начала координат. Следовательно, двигаемся вверх-вправо, так как температура растет и давление вместе с ней тоже:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 7
Далее – изобара 2-3, это прямая, параллельная оси температур. Двигаемся по ней вправо, так как температура растет:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 8
Далее – изотерма. Объем растет, это видно из исходного графика, а давление, стало быть, падает. Поэтому – спускаемся вниз. И спускаемся ровно до такой температуры, какой она была в точке 1.
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 9
Завершаем цикл изобарой 4-1:
изопроцессы
Задача 2. Рисунок 10
Задача 3. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.
изопроцессы
Задача 3.
Решение.
Показать
Задача 4. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,T в оси p, V и V,T.
изопроцессы
Задача 4
Решение.
Показать
Задача 5. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,T в оси p, V и V,T.