На брусок действуют сила тяжести, сила реакции опоры и сила натяжения нити.
На гирю действуют сила тяжести и сила натяжения пружины.
Согласно второму закону Ньютона для бруска и гири запишем:
m1а1 = m1g+T+N ;
m2a2 = mg + Fупр.
В проекциях на выбранные оси координат запишем: на ось ОХ: m1а1 = Т;
на ось OY:
0=m1g-N; (1)
m2a2=m2g-Fупр.
Так как нить нерастяжима, то модули ускорений равны: а1 = а2 = а.
В силу условия малых масс пружины, нити и блока можно записать: T2 = Fупр и Т1 = Т2 = Т.
Учтя последние равенства, систему уравнений (1) запишем в виде
m1a=T;
m2a=m2g-T.
Выразив ускорение из первого уравнения системы и подставив его во второе, получим
m2*T/m1=m2g-T.
Из этого уравнения найдём силу натяжения нити:
T=m2g/1+m2/m1=m1m2g/m1+m2.
Так как согласно закону Гука Fупр = kx, то
kx=m1m2g/m1+m2.
Тогда удлинение пружины
x=m1m2g/(m1+m2)k=0,033м=33мм.
Дано:
m = 100 г = 0,1 кг
t₁ = 5°C
t₂ = 34,6°C - температура кипения эфира
с = 2340 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость эфира
r = 0.4·10⁶ Дж/кг - удельная теплота парообразования эфира
Найти:
Q - количество теплоты для обращения эфира в пар
Сначала эфир нужно нагреть до температуры кипения. Для этого необходима энергия
Q₁ = cm(t₂ - t₁) = 2340 · 0.1 · (34.6 - 5) = 6926.4 (Дж)
Для обращения в пар эфира при температуре кипения потребуется энергия
Q₂ = r · m = 0.4·10⁶ · 0.1 = 40 000 (Дж)
Всего для обращения эфира в пар потребуется количество теплоты
Q = Q₁ + Q₂ = 6926.4 + 40 000 = 46 926.4 (Дж)
Потребуется теплоты Q = 46 926.4 Дж ≈ 47 кДж
На гирю действуют сила тяжести и сила натяжения пружины.
Согласно второму закону Ньютона для бруска и гири запишем:
m1а1 = m1g+T+N ;
m2a2 = mg + Fупр.
В проекциях на выбранные оси координат запишем: на ось ОХ: m1а1 = Т;
на ось OY:
0=m1g-N; (1)
m2a2=m2g-Fупр.
Так как нить нерастяжима, то модули ускорений равны: а1 = а2 = а.
В силу условия малых масс пружины, нити и блока можно записать: T2 = Fупр и Т1 = Т2 = Т.
Учтя последние равенства, систему уравнений (1) запишем в виде
m1a=T;
m2a=m2g-T.
Выразив ускорение из первого уравнения системы и подставив его во второе, получим
m2*T/m1=m2g-T.
Из этого уравнения найдём силу натяжения нити:
T=m2g/1+m2/m1=m1m2g/m1+m2.
Так как согласно закону Гука Fупр = kx, то
kx=m1m2g/m1+m2.
Тогда удлинение пружины
x=m1m2g/(m1+m2)k=0,033м=33мм.
Ответ: 33 мм.