Какое увеличение работы необходимо совершить для выталкивания пробки через нижнее отверстие в сравнении с выталкиванием через верхнее отверстие в трубе длиной l = 15 см, если длина пробки равна l 0 = 5 см? Массой пробки можно пренебречь. Положим, что перемещение равномерно. Коэффициент трения скольжения по всей трубке одинаковый.
ИИ помощник в учёбе
Yabeda
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать принцип сохранения энергии. Когда пробка выталкивается через отверстия, ее потенциальная энергия превращается в работу, совершенную на пробку.
Для начала, рассмотрим выталкивание через верхнее отверстие. В этом случае пробка будет подниматься вверх на высоту, равную длине трубы \(l\). Таким образом, изменение потенциальной энергии будет равно \(\Delta U = m \cdot g \cdot l\).
Теперь рассмотрим выталкивание через нижнее отверстие. В этом случае пробка будет двигаться вниз на такую же высоту \(l\). Так как потенциальная энергия уменьшается, изменение потенциальной энергии будет равно \(\Delta U = -m \cdot g \cdot l\).
Так как работа равна изменению потенциальной энергии, то мы имеем:
\[W_1 = m \cdot g \cdot l\]
\[W_2 = -m \cdot g \cdot l\]
Чтобы найти отношение работ \(W_1\) и \(W_2\), нам нужно поделить \(W_2\) на \(W_1\):
\[\frac{W_2}{W_1} = \frac{-m \cdot g \cdot l}{m \cdot g \cdot l} = \boxed{-1}\]
Таким образом, работа, необходимая для выталкивания пробки через нижнее отверстие, будет равна работе, необходимой для выталкивания через верхнее отверстие, но с противоположным знаком. Более конкретно, она будет равна и противоположна по направлению, то есть противоположна по знаку, силе трения скольжения.
Для начала, рассмотрим выталкивание через верхнее отверстие. В этом случае пробка будет подниматься вверх на высоту, равную длине трубы \(l\). Таким образом, изменение потенциальной энергии будет равно \(\Delta U = m \cdot g \cdot l\).
Теперь рассмотрим выталкивание через нижнее отверстие. В этом случае пробка будет двигаться вниз на такую же высоту \(l\). Так как потенциальная энергия уменьшается, изменение потенциальной энергии будет равно \(\Delta U = -m \cdot g \cdot l\).
Так как работа равна изменению потенциальной энергии, то мы имеем:
\[W_1 = m \cdot g \cdot l\]
\[W_2 = -m \cdot g \cdot l\]
Чтобы найти отношение работ \(W_1\) и \(W_2\), нам нужно поделить \(W_2\) на \(W_1\):
\[\frac{W_2}{W_1} = \frac{-m \cdot g \cdot l}{m \cdot g \cdot l} = \boxed{-1}\]
Таким образом, работа, необходимая для выталкивания пробки через нижнее отверстие, будет равна работе, необходимой для выталкивания через верхнее отверстие, но с противоположным знаком. Более конкретно, она будет равна и противоположна по направлению, то есть противоположна по знаку, силе трения скольжения.
Знаешь ответ?
О проекте
Мы такая же школота как ты ;)
Предметы
Русский язык- Математика
- Геометрия
- Музыка
- История
- Экономика
- Литература
- Алгебра
- Другие предметы
- Физика
- Информатика
- Обществознание
- География
- Немецкий язык
- Химия
- Английский язык
- Психология
- Українська мова
- Окружающий мир
- Биология
- Беларуская мова
- Қазақ тiлi
- Право
- ОБЖ
- Українська література
- МХК
- Французский язык
