Наклон плоскости характеризует угол α. Даны три наклонные плоскости с различными углами:

у 1-й плоскости α1=38 градуса(-ов),
у 2-й плоскости α2=54 градуса(-ов),
у 3-й плоскости α3=13 градуса(-ов).

Какую из плоскостей следует использовать, чтобы получить наибольшую экономию силы?

plakne-uzd-leņķis.png

ответ: чтобы получить наибольшую экономию силы, надо использовать плоскость.

Дано: m = 0,3 кг   T0 = 320 K   3P0 (до) = P0 (после)   A - ?  ΔU - ?

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.

Путь, пройденный за предпоследнюю секунду, равен разности между путем, пройденным за все время, путем, пройденным за последнюю секунду и путем, пройденным до этого
S(за последнюю секунду)=at²/2-a(t-1)²/2
S(за предпоследнюю секунду)=at²/2-(at²/2-a(t-1)²/2)-a(t-2)²/2.
Раскрывая скобки:
at²/2-at²/2+a(t-1)²/2-a(t-2)²/2=a(t-1)²/2-a(t-2)²/2.
S(за предпоследнюю секунду)=a(t-1)²/2-a(t-2)²/2=(а(t²-2t+1)-a(t²-4t+4))/2
2S(за предпоследнюю секунду)=а(t²-2t+1-t²+4t-4)
2S(за предпоследнюю секунду)=a(2t-3)
Подставляем числа:
70*2=10*(2t-3)
14=2t-3
2t=17
t=8,5 с
Теперь подставляем значение в формулу:
S=at²/2
S=10*8,5²/2
S=8,5²*5
S=361,25 м
ответ: S=361,25 м