Твёрдое тело состоит из молекул, расположенных близко друг к друга в определённом порядке, а точнее строению присущ близкий и дальний порядок. Потенциальная энергия взаимодействия молекул превосходит кинетическую энергию колебательного движения молекул. Это как строй солдат. Жидкое тело имеет молекулы, находящиеся также близко друг к другу, но только в близком порядке. Дальний порядок отсутствует. молекулы колеблются и могут перескакивать с одного места на другое, этим обусловлена текучесть. Кинетическая и потенциальная энергии молекул сравнимы. Это как толпа. Газообразные тела похожи по строению на футболистов на поле. Расстояния между молекулами много больше размеров самих молекул. Кинетическая энергия движения молекул превышает потенциальную энергию взаимодействия молекул. Характер движения большие пробежки до столкновения с другими молекулами, после которой меняется направление полёта молекулы.
Для решения данной задачи определим понятие "Давление". Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Запишем P = m*a / S . Здесь P - давление, m - масса куба, a - ускорение, S - площадь, на которую куб воздействует. В случае, если лифт стоит на месте или прямолинейно и равномерно движется, то a = g = 9,8 м/с2 , где g - гравитационная постоянная.
В нашем же случае, когда лифт ускоряется a = g + 1 = 10.8 м/с2, а когда замедляется a = g - 1 = 8,8 м/с2.
S легко найти, т.к. нам известен размер ребра куба L = 20 см = 0.2 м. Итак, S = 0.2 * 0.2 = 0.04 м2
Осталось найти массу куба. Как известно масса равна произведению объёма на плотность материала: m = V * p
Объём куба равен размеру его грани в кубе, т.е. V = 0.2 * 0.2 * 0.2 = 0.008 м3.
Вычислим массу куба: m = V * p = 0.008 * 2300 = 18.4 кг
Теперь мы знаем все параметры и можем вычислить давление куба на пол:
При ускорении лифта: P = m * (g + 1) / S = 18.4 * 10.8 / 0.04 = 4968 Па
При замедлении лифта: P = m * (g - 1) / S = 18.4 * 8.8 / 0.04 = 4048 Па
Q= cm(t2-t1)
Q=4200*2*(20-100)=- 672000 дж = - 672 кДж