У результаті теплопередачі ідеальний газ отримує кількість теплоти, що дорівнює 100 кДж, і виконує роботу 5000 Дж. Знайдіть початкове значення внутрішньої енергії газу, якщо в ході процесу його температура зросла в 6 разів.

Объяснение:

Дано:

m=0,1 кг

T=1,25 с

k=10 Н/м

Найти lo

1. Из треугольника сил

Fу=mg/cosα (1)

2. По закону Гука

Fу=k*Δl (2)

Из уравнений (1) и (2) можем вычислить

- удлинение резинки

Δl=mg/(k*cosα)=0,1*10/(10*0,5)=0,2 м

- сила упругости шнура

Fу=10*0,2=2 Н

3. Снова из треугольника сил

F=Fу*sinα (3)

F=2*√3/2=√3 Н

4. Из 2-го закона Ньютона - центростремительное ускорение

an=F/m (4)

an=√3/0,1=10√3 Н

5. По определению

an=v2/R=ω2*R=(2π/T)2*R

⇒

R=an*(T/2π)2 (5)

R=10√3*(1,25/2*3,14)2=0,686 м

6. Из рисунка видно, что длина растянутого шнура

l=R/sinα (6)

l=0,686*2/√3=0,792 м

7. Длина нерастянутого шнура

lo=l-Δl (7)

lo=0,792-0,2=0,592 м

Удачи

Потенциальная энергия пружины вычисляется по формуле E = kx^2/2
где x - удлинение или растяжение пружины. (следует эта формула из того что работа равна площади под графиком "сила" - "путь");
упругость соединённых последовательно пружин можно определить так:
1/k = 1/k1 + 1/k2
k = 1/(1/k1 + 1/k2) = k1 * k2 / (k1 + k2)
в нашем случае
k = 0.5*1/ (1.5) = 1/3 кН/м = 1000/3 Н/м
x = F/k 
у нас x = 10*3/1000 = 3*10^(-2) м = 3 см
E = 1/2 * 1000/3 * (3*10^(-2))^2 = 1/6 * 9 * 10^(-1) = 3/20 = 0.15 Дж
рад был проверьте, сошлось ли с ответом.