Переведем температуру в кельвины: T = 273+17 = 290 К
Молекула кислорода имеет 2 атома, поэтому для двухатомного газа число степеней: i = 5.
Полная энергия молекулы: <ε>=(i/2)*k*T = (5/2)*1,38*10⁻²³*290 = 1*10⁻²⁰ Дж (здесь k - постоянная Больцмана)
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы: <ε> = (3/2)*k*T = (3/2)*1,38*10⁻²³*290 = 6*10⁻²¹ Дж
(Не совсем ясно, почему в условии уточняется, что газ - кислород, а просят вычислить среднюю кинетическую энергию, для определения которой надо знать только температуру???)
Объяснение:
Задача 1
Пусть тело падало t секунд.
Тогда пройденный путь
S₁ = g*t² /2 = 5*t² м
За время (t-1) секунд тело
S₂ = g*(t-1)²/2 = 5*(t-1)² = 5*(t²-2*t+1) м
За время (t-2) секунд тело
S₃ = g*(t-2)²/2 = 5*(t-2)² = 5*(t²-4*t+4)
За последнюю секунду тело путь
S₄ = S₁ - S₂ = 5*t² - 5*(t-1)² = 5*t² - 5*(t²-2*t+1) = 5*(t² - t² + 2*t -1) = 5*(2*t - 1).
За предпоследнюю секунду тело путь
S₅ = S₂ - S₃ = 5*(t²-2*t+1) - 5*(t²-4*t+4) = 5*( t²-2*t+1 - t²+4*t-4) =
5*(2*t-3)
S₄/S₅ = 3
5*(2*t - 1) / 5*(2*t-3) = 3
Отсюда t = 2
Н = g*t² / 2 = 5*2² = 20 м
Задача 2.
В последнюю секунду тело путь
S₁ = 5*(2*t - 1) - смотри предыдущую задачу
Высота:
Н = g*t²/2 = 5*t²
По условию:
5*(2*t-1) = (1/3)*5*t²
15*(2*t-1) = 5*t²
3*(2*t-1)=t²
t² - 6*t + 3 = 0
t ≈ 5,5 с
Н = g*t² / 2 = 5*5,5² = 150 м