При постоянной силе и прямолинейном движении материальной точки, работа рассчитывается как произведение величины силы на перемещение и на косинус угла между векторами перемещения и силы: A = F. В более сложных случаях (непостоянная сила, криволинейное движение) это соотношение применимо к малому промежутку времени, а для вычисления полной работы необходимо суммирование по всем таким промежуткам.
В механике совершение работы над телом является единственной причиной изменения его энергии; в других областях физики энергия изменяется и за счёт иных факторов (например, в термодинамике — теплообмена).
Пробка выскочит тогда, когда Pатм<Р в сосуде. P*S=Fтр+Pфтм*S
Fтр=P*S-Pатм*S => S=Fтр/(P-Pатм)
т.к. Стенки сосуда жесткие, V-const, работа газа равна 0, по 1 закону термодинамики Q=dU (dU-изменение внутренней энергии)
т.к. газ одноатомный: dU=3/2nRdT(n-количество вещества, dT-изменение температуры).
Используя ур. Менделеева-Клайперона: dPV=nRdT =>dU=3/2dPV=Q
dP=2*Q/3V=2*15*10^3/3*0.02=5*10^5
dP=(P-Paтм). S=Fтр/dP=100/5*10^5=2*10^-4 м = 2 см