ЗАПИТАННЯ №1 Яким є модуль Юнга для матеріалу дроту, якщо до нижнього кінця вертикального дроту завдовжки 5 м і площею

ЗАПИТАННЯ №1:
Для розрахунку модуля Юнга матеріалу дроту, використовується формула:
\[E = \frac{F \cdot L}{A \cdot \Delta L}\]
де:
\(E\) - модуль Юнга (поштовхувальна константа матеріалу),
\(F\) - сила, що діє на дріт (маса вантажу, помножена на прискорення вільного падіння \(g = 9,8 \ м/c^2\)),
\(L\) - довжина дроту,
\(A\) - площа поперечного перерізу дроту,
\(\Delta L\) - зміна довжини дроту під дією навантаження.

За наданими даними:
\(L = 5 \ м\),
\(A = 2 \times 10^{-6} \ м^2\),
\(m = 5,1 \ кг\),
\(\Delta L = 0,6 \ мм = 0,6 \times 10^{-3} \ м\).

Підставимо значення в формулу та проведемо необхідні обчислення:

\[E = \frac{5,1 \cdot 9,8 \cdot 5}{2 \times 10^{-6} \cdot 0,6 \times10^{-3}}\]

\[E = \frac{49,98}{1,2 \times 10^{-5}}\]

\[E = 4,165 \times 10^6 \ ГПа\]

Отже, модуль Юнга для матеріалу дроту становить 4,165 ГПа.

ЗАПИТАННЯ №2:
Для розрахунку приросту внутрішньої енергії газу використовується формула:
\[\Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T + Q\]
де:
\(\Delta U\) - приріст внутрішньої енергії,
\(n\) - кількість молей газу,
\(C_v\) - молярна теплоємність при постійному об"ємі (для ідеального газу \(C_v = \frac{f}{2}R\), де \(f\) - кількість ступенів вільності, \(R\) - універсальна газова стала),
\(\Delta T\) - зміна температури,
\(Q\) - отримана газом теплота.

За наданими даними:
\(n = 16 \ моль\),
\(\Delta T = 180 \ К\),
\(Q = 60 \ кДж = 60 \times 10^3 \ Дж\).

Залежно від типу газу, маємо різні значення універсальної газової сталої \(R\):
- для одноатомного ідеального газу: \(R = 8,314 \ Дж/(моль \cdot К)\),
- для двоатомного ідеального газу: \(R = 8,314/2 \ Дж/(моль \cdot К)\).

Ми не знаємо, який саме тип газу, тому користуватимемося середнім значенням \(R = 8,314/2 \ Дж/(моль \cdot К)\).

Підставимо значення в формулу та проведемо необхідні обчислення:

\[\Delta U = 16 \cdot \frac{f}{2} \cdot \frac{8,314}{2} \cdot 180 + 60 \times 10^3\]

\[\Delta U = 720f + 60 \times 10^3\]

Отже, приріст внутрішньої енергії газу становить \(720f + 60 \times 10^3\) кілоджоулів.

ЗАПИТАННЯ №3:
Плоский конденсатор - це система з двох провідних пластин, розділених невеликим відстанню та ізольованих одна від одної діелектриком. Коли у плоский конденсатор вводиться діелектрик, стається наступне:

1. Збільшується електрична ємність конденсатора. Діелектричні матеріали мають вищу діелектричну проникність, ніж повітря або вакуум, тому вони здатні краще збирати і зберігати електричний заряд. Під дією діелектрика електричне поле у конденсаторі слабшає, тим самим збільшуючи його ємність.

2. Зменшується напруга. Вводячи діелектрик в конденсатор при постійному заряді, напруга на його клемах зменшується. Це пов"язано з попередньою точкою: з введенням діелектрика поле у конденсаторі слабшає, тому потенціал пластин зменшується.

Зазначимо, що при введенні діелектрика у конденсатор при постійній напрузі (не постійному заряді) збільшується заряд на пластинах, але це вже виходить за рамки поставленого запитання.

Надіюся, що це роз"яснення допоможе зрозуміти, що відбувається в плоскому конденсаторі при введенні діелектрика. Якщо у вас є будь-які додаткові питання, будь ласка, звертайтеся!