Яка кількість теплоти виділиться, якщо азот масою 1 г за температури 280 К і під тиском 0,1 МПа ізотермічно стиснути до
тиску 1 МПа?

1) Построим чертеж с указанием всех сил, действующих на брусок (смотреть приложение).

2) Напишем первый закон Ньютона (сумма всех сил = 0, при этом силы - это вектора):

N + mg + Fтр = 0.

Спроецируем вектора на оси OX и OY:

OX: mg sinα - u N = 0
(в этой записи мы учли, что Fтр = u N, где u - коэф-т трения, N - сила нормальной реакции опоры)

OY: N - mg cosα = 0,

N = mg cosα (!)

Подставим формулу (!) в OX:

mg sinα - u mg cosα = 0, откуда

u = tgα.

таким образом, масса бруска не нужна, важен только угол наклонной плоскости

Объяснение:

1) Условие равновесия капельки (см. рисунок):

\displaystyle \vec{F_k}+m\vec{g}=0

F

k

+m

g

=0

Или:

\displaystyle F_k=mgF

k

=mg

Таким образом, Кулоновская сила равна силе тяжести, действующей на капельку:

\displaystyle F_k=3.2*10^{-6}*10=3.2*10^{-5}F

k

=3.2∗10

−6

∗10=3.2∗10

−5

Н или 32 мкН

Очевидно, чтобы капелька была в равновесии, верхняя пластина должна быть заряжена положительно, а нижняя - отрицательно.

2) Дано:

F=56 мН;

V=4 см³;

ρ=0,6 г/см³;

Найти: Т

СИ: F=56*10⁻³ Н; V=4*10⁻⁶ м³; ρ=600 кг/м³

Масса капельки:

\displaystyle m=\rho V=600*4*10^{-6}=2.4*10^{-3}m=ρV=600∗4∗10

−6

=2.4∗10

−3

кг

Сила тяжести, действующая на капельку:

\displaystyle F_T=mg=2.4*10^{-3}*10=24*10^{-3}F

T

=mg=2.4∗10

−3

∗10=24∗10

−3

Н или 24 мН

Ясно, что Кулоновская сила должна быть направлена вниз (иначе нить не будет натянута), сила натяжения нити:

\displaystyle T=F+F_T=56+24=80T=F+F

T

=56+24=80 мН

ответ: 80 мН.