С башни высотой 80 м вертикально верх запускают гайку со скоростью 30 м/с. С какой скоростью гайка ударится о поверхность земли? Чему равна средняя скорость гайки за все время ее полета?
Модель представляет собой демонстрацию, иллюстрирующую превращение одного вида механической энергии в другой. на примере мяча, с некоторой высоты, демонстрируется превращение потенциальной энергии в кинетическую, а также превращение кинетической энергии в энергию деформации. силы трения не учитываются. сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил , остается неизменной. это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. сумму e = ek + ep называютполной механической энергией. закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами. при любых взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. она лишьпревращается из одной формы в другую. если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения (неконсервативные силы), то механическая энергия не сохраняется. часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).
N ≈ 1.57·10²³
Объяснение:
T = 315 K
<v> = 320 м/c
m = 20 г = 0,02 кг
Na = 6.022·10²³ 1/моль - постоянная Авогадро
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
N - ?
По закону Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)
ν = N/Na
pV = NRT/Na (1)
Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как
р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)
n = N/V; m₀ = m/N
Тогда
nm₀ = m/V
р = m<v>²/3V
и
pV = m<v>²/3 (2)
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
NRT/Na = m<v>²/3
и выразим отсюда N
N = m<v>²Na/3RT
N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)
N ≈ 1.57·10²³