сила F₀₁=16 Н, направленная вертикально вверх
Объяснение:
на тело, прижатое к вертикальной стене действуют 5 сил:
сила тяжести Fт, сила трения Fтр, сила, прижимающая тело к стене Fг, сила реакции опоры N и сила, величину которой необходимо определить F₀₁
Fт=mg, где
m - масса тела, кг
g - ускорение свободного падения g≅10 м/с²
Fтр=μN Н, где
l N l=l Fг l, Н
μ - коэффициент трения
Сила Fг полностью уравновешивается силой реакции опоры N.
Спроецируем векторы остальных (не скомпенсированных) сил на вертикальную ось оY. Учтем, что сила тяжести направлена вертикально вниз, сила трения - вертикально вверх, искомую силу направим, предположим, вертикально вниз. Ускорение по условию направлно вниз. Перейдя от векторных величин к скалярным, по 2-му закону Ньютона запишем:
Fт-Fтр+F₀₁=ma;
mg-μFг+F₀₁=ma;
F₀₁=ma-mg+μFг;
подставим числовые данные:
F₀₁=2*1-2*10+0,1*20=2-20+2= -16 (Н)
получили в итоге величину силы со знаком минус. Это значит, что искомая сила F₀₁ для выполнения условий задачи должна быть направлена в направлении, противоположном выбранному при составлении уравнения - т.е. вертикально вверх!
1)
Тепло нужно:
Для нагрева Q1=c*m*(t2-t1)= 4,2*10^3*0,2*100=84*10^3 Дж
Для превращения в пар Q2=Cп*m=2260*10^3*0,2=452*10^3 Дж
Всего Q=Q1+Q2=84*10^3+452*10^3=536*10^3 Дж
2)
Уравнение Клайперона-Менделеева это уравнение состояния идеального газа (можно считать что гелий – идеальный газ).
PV=m/M*R*T
Отсюда m=P*V*M/(R*T)
где: R= 8,3144 Дж/(моль*К)
M-молярная масса гелия = 4*10^-3 кг/моль
Вычислим массу гелия в шаре при T=12°C = 285°К
m=0,8 * 10^5 *500*4*10^-3 /(8,3144*285)= 67,5 кг
Изменение внутренней энергии равно тепловой энергии
E=Q=c*m*(t2-t1)= 5210*67,5 *(27-12)= 5275125 Дж