Тело массой 400 г равноускоренно движется вдоль оси Ox. Проекция начальной скорости движения 2 м/с. Найти работу равнодействующих сил за промежуток времени 6 с. Равнодействующая сил направлена вдоль оси Ох.

1850 Дж / (кг*К)

Объяснение:

1)

Для гелия:

ν₁ = m₁ / M₁

Отсюда

m₁ = ν₁*M₁ = 2*4*10⁻³ = 8*10⁻³ кг

Для кислорода:

ν₂ = m₂ / M₂

Отсюда

m₂ = ν₂*M₂ = 3*16*10⁻³ = 48*10⁻³ кг

Суммарная масса смеси:

m = m₁ + m₂ = (8+48)*10⁻³ = 56*10⁻³ кг

2)

Находим массовые доли газов:

ω₁ = m₁ / m = 8*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,14

ω₂ = m₂ / m = 48*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,86

3)

Удельная теплоемкость гелия (число степеней свободы двухатомного газа i = 3)

cp₁ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 4*10⁻³ ≈  5 200 Дж / (кг*К)

Для кислорода:

cp₂ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 16*10⁻³ ≈  1 300 Дж / (кг*К)

4)

Для смеси:

cp = cp₁*ω₁   + cp₂*ω₂ = 5200*0,14 + 1300*0,86 ≈ 1 850 Дж/(кг*К)

Если вопрос "как", т. е. качественный, то в разумных случаях уменьшится.  

Что значит "разумный случай"? Предположим, ось сделана из невесомого материала с массой = 0 и мы увеличиваем ее диаметр. Суммарная масса остается прежней, плечо нити больше, падение ускоряется сразу по двум причинам: маятнику можно проходить больший путь при том же закручивании (изменении момента инерции) за счет большей длины окружности (1) и на единицу проходимой длины (высоты) нужно сообщать катушке меньший момент инерции (2).  

Теперь возьмем боковины ("щёчки") невесомыми, тогда падает сама ось, важен лишь ее момент инерции. Она стала бы падать медленнее, если бы ее масса осталась прежней (другой материал в 2 раза большего радиуса) , поскольку вращающий момент возрос бы в 2 раза, а момент инерции — в квадрат раз, в 4 раза.  

Переходим к тому же, но с одним и тем же материалом: масса возрастет в 4 раза, точно так же возрастут и момент инерции и сила тяготения (так на так) — повторится в точности второй рассмотренный выше случай.  

Получается, все зависит от боковин. Они и определят, как будет вести себя маятник.