Какую работу совершил воздух, когда его прогревали в цилиндре и поршень, имеющий массу 5 кг и площадь
Какую работу совершил воздух, когда его прогревали в цилиндре и поршень, имеющий массу 5 кг и площадь 50 см2, переместился на 15 см горизонтально?
Zagadochnyy_Ubiyca 8
Чтобы решить данную задачу, необходимо воспользоваться формулой для вычисления работы:\[Работа = Сила \cdot Путь \cdot \cos(\theta)\]
где Сила - сила, приложенная к предмету, Путь - расстояние, по которому предмет перемещается, а \(\theta\) - угол между направлением силы и направлением перемещения. В данном случае, поскольку перемещение происходит горизонтально, угол \(\theta\) равен 0, поэтому \(\cos(\theta) = 1\).
Сначала мы вычислим силу, приложенную к поршню. Для этого воспользуемся формулой:
\[Сила = Давление \cdot Площадь\]
Давление определяется по уравнению:
\[Давление = Сила / Площадь\]
Так как мы имеем массу поршня и горизонтальное перемещение, с силой работает сила трения, которую мы обозначим как \(F_{тр}\). Формула для его вычисления будет иметь вид:
\[F_{тр} = масса \cdot ускорение\]
Таким образом, работа воздуха будет равна работе силы трения:
\[Работа = F_{тр} \cdot Путь\]
Давайте теперь вычислим значения для всех вышеперечисленных величин и найдем работу воздуха.
Масса поршня равна 5 кг, площадь поршня равна \(50 \, см^2\) (или \(0.005 \, м^2\)), и путь равен 15 см (или 0.15 м).
Теперь можем вычислить силу трения:
\[F_{тр} = масса \cdot ускорение\]
С учетом того, что под действием силы тяжести воздуха, поршень покоится и его ускорение равно 0, мы получаем:
\[F_{тр} = 0\]
Таким образом, работа воздуха, \(Работа\), будет равна нулю.
Итак, воздух не совершил работу, когда его прогревали в данной ситуации.