физика. Не требуется решение, лишь вопрос. 1. Какую силу тяги развивает двигатель автомобиля массой 1000 кг, движущегося по подъему под углом 30° и увеличивающего свою скорость с 10 м/с до 20 м/с на пути длиной 1000 м, при условии, что коэффициент трения между дорогой и колесами равен 0.1, а ускорение свободного падения g = 10 м/с²? Представите ответ в килоньютонах, округленный до целого числа. 2. Каков масса воздушного шара диаметром 10 м, заполненного водородом при нормальном атмосферном давлении 105 Па и температуре 300 К, если масса оболочки шара составляет 200 кг, а молярные массы воздуха и водорода составляют соответственно 29 г/моль и 2 г/моль?
Tainstvennyy_Mag
1. Для решения этой задачи, нам необходимо учесть все силы, действующие на автомобиль.
Первым шагом мы должны найти ускорение автомобиля. Мы знаем, что начальная скорость \( V_1 = 10 \, \text{м/с} \), конечная скорость \( V_2 = 20 \, \text{м/с} \), и путь \( S = 1000 \, \text{м} \).
Используем формулу для ускорения:
\[ a = \frac{{V_2 - V_1}}{{S}} \]
\[ a = \frac{{20 - 10}}{{1000}} = 0.01 \, \text{м/с}^2 \]
Затем, мы можем найти силу трения, действующую на автомобиль. Коэффициент трения между дорогой и колесами \( \mu = 0.1 \), масса автомобиля \( m = 1000 \, \text{кг} \), и ускорение свободного падения \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \).
Формула для силы трения:
\[ F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g \]
\[ F_{\text{тр}} = 0.1 \cdot 1000 \cdot 10 = 1000 \, \text{Н} \]
Теперь, найдем силу тяги, действующую на автомобиль. Угол наклона подъема равен \( \theta = 30^\circ \).
Формула для силы тяги:
\[ F_{\text{тяги}} = m \cdot g \cdot \sin(\theta) + F_{\text{тр}} \]
\[ F_{\text{тяги}} = 1000 \cdot 10 \cdot \sin(30^\circ) + 1000 = 5500 \, \text{Н} \]
Наконец, чтобы получить ответ в килоньютонах (кН), необходимо перевести силу в ньютонах в килоньютоны, разделив на 1000:
\[ \text{Ответ:} \quad F_{\text{тяги}} = \frac{{5500}}{{1000}} \, \text{кН} = 5 \, \text{кН} \]
2. Чтобы найти массу воздушного шара, нам нужно учесть закон Бойля-Мариотта. Формула для закона Бойля-Мариотта:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
Мы знаем, что начальное давление \( P_1 = 105 \, \text{Па} \), начальный объем \( V_1 \) будет равен объему шара, который можно найти, используя формулу для объема сферы:
\[ V_1 = \frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{d}{2} \right)^3 \]
Следовательно, \( V_1 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 = \frac{4000}{3} \pi \, \text{м}^3 \)
Мы также знаем, что конечное давление \( P_2 = 105 \, \text{Па} \), конечный объем \( V_2 \) будет равен объему шара плюс объем водорода внутри:
\[ V_2 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \]
Теперь мы можем переписать формулу Бойля-Мариотта:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
\[ 105 \cdot \frac{4000}{3} \pi = 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \times 105 \]
Решив это уравнение относительно \( V_{\text{водорода}} \), мы можем найти объем водорода внутри шара. 105 упрощается.
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{105 \cdot \frac{4000}{3} \pi - 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3}{105} \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \cdot 125 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx 1333.33 \pi \, \text{м}^3 \]
Теперь мы можем найти массу водорода, используя закон идеального газа:
\[ PV = nRT \]
Мы знаем, что \( P = 105 \, \text{Па} \), \( V = V_{\text{водорода}} \), \( R \) - универсальная газовая постоянная, а \( T \) - температура в Кельвинах, в данном случае \( T = 300 \, \text{К} \). Нам также известна молярная масса водорода \( M \).
Используя эту формулу, мы можем выразить массу водорода:
\[ n = \frac{PV}{RT} \]
\[ n = \frac{105 \cdot 1333.33 \pi}{0.0821 \cdot 300} \]
Теперь мы можем найти массу водорода:
\[ m_{\text{водорода}} = n \cdot M \]
Полная масса шара будет состоять из массы оболочки и массы водорода:
\[ m_{\text{шара}} = m_{\text{оболочки}} + m_{\text{водорода}} \]
Таким образом, мы можем решить задачу, предоставив значения для универсальной газовой постоянной \( R \) и молярной массы водорода \( M \).
Однако, поскольку эти значения не предоставлены в задаче, я не могу дать конкретный ответ на вторую часть вопроса.
Первым шагом мы должны найти ускорение автомобиля. Мы знаем, что начальная скорость \( V_1 = 10 \, \text{м/с} \), конечная скорость \( V_2 = 20 \, \text{м/с} \), и путь \( S = 1000 \, \text{м} \).
Используем формулу для ускорения:
\[ a = \frac{{V_2 - V_1}}{{S}} \]
\[ a = \frac{{20 - 10}}{{1000}} = 0.01 \, \text{м/с}^2 \]
Затем, мы можем найти силу трения, действующую на автомобиль. Коэффициент трения между дорогой и колесами \( \mu = 0.1 \), масса автомобиля \( m = 1000 \, \text{кг} \), и ускорение свободного падения \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \).
Формула для силы трения:
\[ F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g \]
\[ F_{\text{тр}} = 0.1 \cdot 1000 \cdot 10 = 1000 \, \text{Н} \]
Теперь, найдем силу тяги, действующую на автомобиль. Угол наклона подъема равен \( \theta = 30^\circ \).
Формула для силы тяги:
\[ F_{\text{тяги}} = m \cdot g \cdot \sin(\theta) + F_{\text{тр}} \]
\[ F_{\text{тяги}} = 1000 \cdot 10 \cdot \sin(30^\circ) + 1000 = 5500 \, \text{Н} \]
Наконец, чтобы получить ответ в килоньютонах (кН), необходимо перевести силу в ньютонах в килоньютоны, разделив на 1000:
\[ \text{Ответ:} \quad F_{\text{тяги}} = \frac{{5500}}{{1000}} \, \text{кН} = 5 \, \text{кН} \]
2. Чтобы найти массу воздушного шара, нам нужно учесть закон Бойля-Мариотта. Формула для закона Бойля-Мариотта:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
Мы знаем, что начальное давление \( P_1 = 105 \, \text{Па} \), начальный объем \( V_1 \) будет равен объему шара, который можно найти, используя формулу для объема сферы:
\[ V_1 = \frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{d}{2} \right)^3 \]
Следовательно, \( V_1 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 = \frac{4000}{3} \pi \, \text{м}^3 \)
Мы также знаем, что конечное давление \( P_2 = 105 \, \text{Па} \), конечный объем \( V_2 \) будет равен объему шара плюс объем водорода внутри:
\[ V_2 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \]
Теперь мы можем переписать формулу Бойля-Мариотта:
\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
\[ 105 \cdot \frac{4000}{3} \pi = 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \times 105 \]
Решив это уравнение относительно \( V_{\text{водорода}} \), мы можем найти объем водорода внутри шара. 105 упрощается.
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{105 \cdot \frac{4000}{3} \pi - 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3}{105} \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \cdot 125 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx 1333.33 \pi \, \text{м}^3 \]
Теперь мы можем найти массу водорода, используя закон идеального газа:
\[ PV = nRT \]
Мы знаем, что \( P = 105 \, \text{Па} \), \( V = V_{\text{водорода}} \), \( R \) - универсальная газовая постоянная, а \( T \) - температура в Кельвинах, в данном случае \( T = 300 \, \text{К} \). Нам также известна молярная масса водорода \( M \).
Используя эту формулу, мы можем выразить массу водорода:
\[ n = \frac{PV}{RT} \]
\[ n = \frac{105 \cdot 1333.33 \pi}{0.0821 \cdot 300} \]
Теперь мы можем найти массу водорода:
\[ m_{\text{водорода}} = n \cdot M \]
Полная масса шара будет состоять из массы оболочки и массы водорода:
\[ m_{\text{шара}} = m_{\text{оболочки}} + m_{\text{водорода}} \]
Таким образом, мы можем решить задачу, предоставив значения для универсальной газовой постоянной \( R \) и молярной массы водорода \( M \).
Однако, поскольку эти значения не предоставлены в задаче, я не могу дать конкретный ответ на вторую часть вопроса.
Знаешь ответ?