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.
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
