На сколько уменьшится количество молекул воздуха в комнате, объем которой 40 м^3, при изменении давления в комнате на 5 кПа? Температура воздуха постоянная и равна 27 градусов С.
Средняя скорость равна весь пройденный путь поделить на все время движения. Весь путь состоит из двух частей S1 = 4 км = 4000 м, v1 = 36 км/ч = 10 м/с. t1 = S1/v1 = 4000 м / 10 м/с = 400 с Вычислим путь второго участка по формуле S2 = v1*t + a*t2²/2, где а = 0,5 м/с², t2 = 2 мин = 120 с S2 = 10 м/с*120 с + 0,5 м/с²*(120 с)²/2 = 1200 м + 3600 м = 4800 м Вычислим весь путь и все время движения S = S1 + S2 = 4000 м + 4800 м = 8800 м t = t1 + t2 = 400 c + 120 c = 520 c Вычислим среднюю скорость движения на всем пути <v> = S/t = 8800 м / 520 с ≈ 17 м/с
Схема:
m1=0,6 кг
m2=0,4 кг
выберем в качестве ускорения системы ускорение более тяжелого тела,
положительным направлением будем считать направление вниз
а1=а
тогда
а2=-а1=-а - кинематическая связь
запишем 2 закон ньютона для двух тел
m1*a1=m1*a=m1*g-T (1)
m2a2=-m2*a=m2*g-T (2)
выразим из уравнения (1) T
выразим из уравнения (2) T
приравняем то что получилось
T=m1*g-m1*a=m2*a+m2*g
выразим а (ускорение) и найдем его
m1*g-m2*a=m2*g+m2*a
m1*g-m2*g=m2*a+m1*a
g*(m1-m2)=a*(m2+m1)
a=g*(m1-m2)/(m2+m1)=10*(0,6-0,4)/(0,6+0,4) м/с^2 = 2 м/с^2
теперь скорость
v=a*t = 2*2 м/с = 4 м/с - это ответ
t1 = S1/v1 = 4000 м / 10 м/с = 400 с
Вычислим путь второго участка по формуле S2 = v1*t + a*t2²/2, где а = 0,5 м/с², t2 = 2 мин = 120 с
S2 = 10 м/с*120 с + 0,5 м/с²*(120 с)²/2 = 1200 м + 3600 м = 4800 м
Вычислим весь путь и все время движения
S = S1 + S2 = 4000 м + 4800 м = 8800 м
t = t1 + t2 = 400 c + 120 c = 520 c
Вычислим среднюю скорость движения на всем пути
<v> = S/t = 8800 м / 520 с ≈ 17 м/с