Дан рычаг с различным количеством противовесов на каждой стороне. Массы противовесов m1=9кг и m3=42кг. Какова масса противовеса m2, если рычаг находится в равновесии?

svira2-2_3.png

ответ (округли до целого числа): масса противовеса m2 =
кг.

F > 333,8 Н (направлена вверх)

Объяснение:

Дано:

m = 39 кг -- масса болванки

ρ₁ = 7874 кг/м³ -- плотность железа (по справочным таблицам)

ρ₂ = 997 кг/м³ -- плотность воды (по справочным таблицам)

g = 9,8 Н/кг

Найти: F

На болванку с одной стороны действует сила тяжести, направленная вниз и равная F₁ = m·g, а с другой -- сила Архимеда, направленная вверх и равная F₂ = ρ₂·g·V = m·g·ρ₂/ρ₁ (где V = m / ρ₁ -- объем вытесненной воды).

Чтобы поднять болванку на поверхность, необходимо приложить силу F таким образом, чтобы равнодействующая приложенных к болванке сил была направлена вверх.

Введем координатную ось и направим ее вертикально вверх. Тогда условие подъема болванки можно записать следующим образом:

F – F₁ + F₂ > 0

F > F₁ – F₂ = m·g – g·m·ρ₂/ρ₁ = m·g·(1 – ρ₂/ρ₁) = 39 · 9,8 · (1 – 997 / 7874) ≈ 333,8 Н

) 270 К

2) 3,25*10²⁵ м⁻³

Объяснение:

1) С газом происходит изохорный процесс, универсальный газовый закон для такого процесса имеет вид:

\displaystyle \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}

T

1

p

1

=

T

2

p

2

Для условий задачи:

\displaystyle \frac{1.5p_2}{T_1}=\frac{p_2}{T_1-90}

T

1

1.5p

2

=

T

1

−90

p

2

\displaystyle T_1=1.5(T_1-90)T

1

=1.5(T

1

−90)

\displaystyle T_1=270T

1

=270 К

2) Давление воздуха в пробирке складывается из атмосферного давления и давления столба воды:

\displaystyle p=p_a+\rho gh=101325+1000*10*3=131325p=p

a

+ρgh=101325+1000∗10∗3=131325 Па

Концентрацию найдем, воспользовавшись основным уравнением МКТ:

\displaystyle p=nkT= > n=\frac{p}{kT}=\frac{131325}{1.38*10^{-23}*(273+20)}\approx3.25*10^{25}p=nkT=>n=

kT

p

=

1.38∗10

−23

∗(273+20)

131325

≈3.25∗10

25

м⁻³.