Для начала посчитаем объемы отсеков, заполненных газом до и после переворотов, учитывая объем ртути: L1=0.6 м, L2=0.3 м После переворотов: L1'=0.54 м, L2'=0.36 м Так как площадь сосуда постоянна, а для расчетов будем использовать закон Бойля-Мэриота, то площадь сечения сосуда сократится, запишем систему из двух уравнений Бойля-Мэриота для первого и для второго отсеков: 1)0.3po=0.54p' 2)0.6po=0.36(p'+pgh) если состав трубки пребывает в спокойствии, то давление верхнего отсека равно давлению нижнего, исходя из простого равенства сил, тогда давление в нижнем отсеке равно сумме давлений верхнего отсека и столбика ртути. Разделим уравнения друг на друга и найдем таким образом p': 0.72p'=0.36pgh p'=20 400Па Тогда из первого уравнения несложно получить: po=0.54*20400/0.3=36720Па
Пока веревка висит, сила тяжести, действующая на веревку, равна mg; По мере поднятия веревки эта сила тяжести уменьшается до нуля, т.к. длина свисающей веревки уменьшается.
Найдем среднюю силу тяжести F; F=(Fmax-Fmin)/2;
F=(6*10-0)/2=30 Н; A=Fh; A=30*40=1200 Дж
ответ: A=1200 Дж
Второй
Найдем зависимость массы веревки от длины. Назовем ее ρ; ρ=6/40=0.15 кг/м;
Сила, действующая на веревку, изменяется по закону F(l)=0.15gl;
A=FL; По мере поднятия веревки ее длина уменьшается вместе с силой, действующей на веревку. Найдем работу по поднятию с интеграла
A=\int\limits^0_{40} {0.15*10*l} \, dx =-1200
40
∫
0
0.15∗10∗ldx=−1200 Здесь -1200 Дж потому, что в данном случае мы рассчитываем работу силы тяжести, которая отрицательна(мы ведь против нее совершаем работу).
L1=0.6 м, L2=0.3 м
После переворотов:
L1'=0.54 м, L2'=0.36 м
Так как площадь сосуда постоянна, а для расчетов будем использовать закон Бойля-Мэриота, то площадь сечения сосуда сократится, запишем систему из двух уравнений Бойля-Мэриота для первого и для второго отсеков:
1)0.3po=0.54p'
2)0.6po=0.36(p'+pgh)
если состав трубки пребывает в спокойствии, то давление верхнего отсека равно давлению нижнего, исходя из простого равенства сил, тогда давление в нижнем отсеке равно сумме давлений верхнего отсека и столбика ртути. Разделим уравнения друг на друга и найдем таким образом p':
0.72p'=0.36pgh
p'=20 400Па
Тогда из первого уравнения несложно получить:
po=0.54*20400/0.3=36720Па
Объяснение:
Пока веревка висит, сила тяжести, действующая на веревку, равна mg; По мере поднятия веревки эта сила тяжести уменьшается до нуля, т.к. длина свисающей веревки уменьшается.
Найдем среднюю силу тяжести F; F=(Fmax-Fmin)/2;
F=(6*10-0)/2=30 Н; A=Fh; A=30*40=1200 Дж
ответ: A=1200 Дж
Второй
Найдем зависимость массы веревки от длины. Назовем ее ρ; ρ=6/40=0.15 кг/м;
Сила, действующая на веревку, изменяется по закону F(l)=0.15gl;
A=FL; По мере поднятия веревки ее длина уменьшается вместе с силой, действующей на веревку. Найдем работу по поднятию с интеграла
A=\int\limits^0_{40} {0.15*10*l} \, dx =-1200
40
∫
0
0.15∗10∗ldx=−1200 Здесь -1200 Дж потому, что в данном случае мы рассчитываем работу силы тяжести, которая отрицательна(мы ведь против нее совершаем работу).
ответ: A=1200 Дж