Задачу можно решить через кинематику и динамику, а можно через закон сохранения энергии и работу, я распишу второй вариант. В таком случае получаем, что начальная энергия тела: E1=mgH. Затем на тело действовала сила сопротивления Fc, а так же потенциальная энергия трансформировалась в кинетическую, т.е. E2=mv^2/2 Работы против силы сопротивления численно равна модулю силы на перемещение(аналог силы трения), т.е. Ac=Fс*H
Таким образом: E1=E2+Ac. Подставляем выражения, полученные выше, и получаем: FcH=mv^2/2-mgH, откуда Fc=(m/h)*(gh-v^2/2). Подставляем все исходные данные получаем ответ 1.4 при g=10 (или 1.3 при g=9.8).
Решение:
1) Целесообразно разделить задачу на два отрезка: изохорный процесс и изобарный.
Ясно, что при изохорном процессе работа не совершается и нам нужно рассматривать только изобарный процесс.
Получаем: A = P ΔV.
Преобразуем по Менделееву-Клапейрону: A = m R (T - T0) / M.
По условию, конечная температура равна начальной, т.е. T = 320 K. Начальная температура T0 - это конечная температура при изохорном процессе.
Так как процесс изохорный, то по закону Шарля получаем:
3 P0 / T0 = P0 / T <=> 3T = T0 => T = T0 / 3 = 320 / 3 = 106,6 K
Теперь можем посчитать работу газа.
A = 3*10^-1 * 8,31 * 213,4 / 32*10^-3 = 16 625, 193 Дж
2) ΔU = 0, так как изменения температуры не происходит.
В таком случае получаем, что начальная энергия тела: E1=mgH.
Затем на тело действовала сила сопротивления Fc, а так же потенциальная энергия трансформировалась в кинетическую, т.е. E2=mv^2/2
Работы против силы сопротивления численно равна модулю силы на перемещение(аналог силы трения), т.е. Ac=Fс*H
Таким образом: E1=E2+Ac. Подставляем выражения, полученные выше, и получаем:
FcH=mv^2/2-mgH, откуда Fc=(m/h)*(gh-v^2/2). Подставляем все исходные данные получаем ответ 1.4 при g=10 (или 1.3 при g=9.8).