Question

Под действием силы, равной 200 Н, покоящееся тело приобрело скорость 5 м/с за 1 с. Какова масса тела?

Answer 1

Ответ:

$Q=12465$ Дж

Объяснение:

Дано:

$\nu=1$ моль

$T_1=300~K$

$p=p_0=const$

$V_1=V_0$

$V_2=3V_0$

$Q-?$

Решение:

по первому закону термодинамики:  $Q = \Delta U+A$

Работа газа при изобарном$(p=const)$ процессе:  $A=p\cdot \Delta V=p_0\cdot(V_2-V_1)=p_0\cdot(3V_0-V_0)=p_0\cdot 2V_0=2p_0\cdot V_0$

по уравнению Менделеева-Клапейрона:  $pV=\nu RT$, тогда $p_0V_0=\nu RT_1$

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа: $U=\frac{3}{2}\nu RT$

по закону Гей-Люссака при $\nu=const,~~p=const$:  $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$

тогда  $T_2=\frac{V_2}{V_1} \cdot T_1=\frac{3V_0}{V_0} \cdot T_1=3T_1$

Изменение внутренней энергии:

$\Delta U=U_2-U_1=\frac{3}{2}\nu RT_2- \frac{3}{2}\nu RT_1=\frac{3}{2}\nu R(T_2-T_1)=\frac{3}{2}\nu R(3T_1-T_1)= \\ \\ =\frac{3}{2}\nu R\cdot 2T_1=3\nu RT_1$

$Q=\Delta U+A=3\nu RT_1+2\nu RT_1=5\nu RT_1=5\cdot 1\cdot 8,31\cdot 300=12465$(Дж)

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем использовать второй закон Ньютона, который утверждает, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. Формула для второго закона Ньютона выглядит следующим образом:

F = m * a,

где F - сила, m - масса тела и a - ускорение.

Мы знаем, что сила F равна 200 Н и ускорение a равно изменению скорости (Δv) за промежуток времени (Δt), то есть:

a = Δv / Δt.

В нашем случае, Δv = 5 м/с (скорость 5 м/с) и Δt = 1 секунда (промежуток времени 1 секунда).

Подставим известные значения в формулу ускорения:

a = 5 м/с / 1 с = 5 м/с².

Теперь мы можем решить уравнение F = m * a для массы тела m:

200 Н = m * 5 м/с².

Для определения массы тела m, нам необходимо разделить обе стороны уравнения на 5 м/с²:

m = 200 Н / 5 м/с² = 40 кг.

Таким образом, масса тела равна 40 кг.