Для определения жесткости пружины по графику колебаний необходимо использовать закон Гука, который гласит, что сила упругости, действующая на пружину, пропорциональна ее деформации.
На данном графике мы видим зависимость перемещения тяжелого грузика на пружинке от времени.
Перемещение измеряется в единицах (если нет подписи к осям), а время обычно измеряется в секундах. Мы можем заметить, что с увеличением времени, перемещение грузика уменьшается, что говорит о наличии диссипации, т.е. потере энергии системой.
Для определения жесткости пружины можно воспользоваться формулой для периода колебаний системы:
T = 2π * √(m/k),
где T - период колебаний (время для одного полного колебания), m - масса грузика, k - жесткость пружины.
Нам дано, что масса грузика равна 100 г (0.1 кг).
Для определения периода колебаний необходимо проследить, как длительность каждого отрезка времени, изображенного на графике, соотносится с количеством полных колебаний, которые осуществляет грузик за это время.
На графике мы видим, что грузик делает одно полное колебание за время, равное примерно 0.6 секунды.
Тогда период колебаний T = 0.6 секунды.
Используя формулу T = 2π * √(m/k), мы можем выразить жесткость пружины:
T = 2π * √(m/k)
Подставляем известные значения:
0.6 = 2π * √(0.1/k)
Делим обе части уравнения на 2π:
0.6/(2π) = √(0.1/k)
Возводим обе части уравнения в квадрат:
(0.6/(2π))^2 = 0.1/k
Вычисляем значения в левой части уравнения:
0.09/(4π^2) = 0.1/k
Умножаем обе части уравнения на k:
k * 0.09/(4π^2) = 0.1
Делим обе части уравнения на 0.09/(4π^2):
k = 0.1 / (0.09/(4π^2))
Выполняем вычисления в правой части уравнения:
k = 0.1 / (0.09/(4π^2))
k ≈ 0.138 Н/м (округляем до трех значащих цифр)
Таким образом, жесткость пружины примерно равна 0.138 Н/м.
Добрый день! Давайте решим поставленные задачи по физике:
1) В данной задаче требуется найти концентрацию молекул (атомов) газа и среднюю кинетическую энергию.
Известны следующие данные:
- Давление газа p = 150 кПа
- Температура газа T = 600 K
- Масса газа m = 40 г
Для решения задачи нам понадобится уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
А. Найдем концентрацию молекул газа n:
Из уравнения состояния идеального газа можно выразить концентрацию молекул следующим образом: n = (pV) / (RT).
В задаче указана масса газа m, поэтому для расчета V воспользуемся формулой массы газа: m = Y * M.
Здесь Y - количество молей газа, M - молярная масса газа.
Исходя из этих данных, мы можем выразить V: V = (m / Y) * (RT / M).
Подставим полученное значение V в формулу для концентрации молекул n: n = (p * [(m / Y) * (RT / M)]) / (RT).
B. Теперь найдем среднюю кинетическую энергию :
Средняя кинетическая энергия связана с температурой газа и массой его молекул следующим образом: = (3/2) * k * T.
Здесь k - постоянная Больцмана.
Теперь, приступим к пошаговому решению задачи:
A. Найдем концентрацию молекул газа n:
1. Подставим значения в формулу для V: V = (40 г / Y) * (600 К * 8,31 Дж/(моль·К)) / 40 г/моль.
Смотришь в периодическую систему Менделеева. 8 протонов - это зарядовое число (Z), а 19 нейтронов - это масса (A). Т.е., получается это кислород