Question

4.) к концу висящей вертикально пружины, подвешен груз массой 200 г. затем к середину уже растянутой пружины подвешивается еще один груз такой же массы. жесткость пружины 100 н/м. найти в сантиметрах окончательную длину растянутой пружины, если длина нерастянутой пружины 4 см. 5) открытая стеклянная колба нагревается от 27 до 177 градусов цельсия. найти отношение начальной плотности воздуха в колбе к конечной. 6)в ходе изобарического расширения к одному молю одноатомного идеального газа подведено 43 дж теплоты. определить работу, совершенную газом.

Answer 1

4.

как к пружине подвесили первый груз, спустя некоторое время система пружина - груз уравновесилась и сила тяжести, действующая на груз, и сила упругости, скомпенсировались:

Fупр = Fтяж,

k Δx = mg,

Δx = mg / k.

при подвешивании второго груза, удлинение нижней части пружины не происходило, но верхняя ее часть удлинилась вдвое

то есть, верхняя часть удлинилась на mg/k, а нижняя mg/2k

таким образом, общее удлинение пружины составило: 

Δx = (mg/k) + (mg/2k) = 3mg / 2k.

следовательно, общая длина пружины равна:

L = l + Δx = 0.04 + 1.5*(2/100) = 0.07 м или 7 см

5.

так как колба открыта, то давление в ней равно атмосферному

по закону Менделеева-Клапейрона: P V = m R T / M

разделим обе части на объем:

P = p R T / M,

p = (P M) / (R T).

тогда искомое отношение равно:

p0 / p = T / T0.

p0 / p = 450 / 300 = 1.5

6.

по 1 закону термодинамики: Q = A + ΔU

так как P = const, то A = P ΔV

Q = P ΔV + (i/2) P ΔV = P ΔV + 1.5 P ΔV = 2.5 P ΔV = 2.5 A

следовательно, A = Q / 2.5.

A = 43 / 2.5 = 17.2 Дж