Физика.
1) Задание 11.
2) Команда 7 классников будет соревноваться с 10 классниками в перетягивании каната на льду. Известно, что средняя масса 7 классника 50кг, а 10 классника 70кг. Обувь 10 классников имеет коэффициент трения о лед 0,02. С каким коэффициентом трения должны найти обувь 7 классники, чтобы победить?
3) Объем водорода при давлении 0,96∙10(5сверху) Па равен 5∙10(-4сверху) м(3 сверху). Какойобъем будет иметь водород при давлении 0,98∙10(5сверху) Па, если температура газа не изменялась?
Ответы
1) Мне кажется, что решить задачу с канатом можно, если пренебречь направлением силы реакции опоры. Когда человек пытается что-то перетянуть, он одной ногой (или двумя) упирается в поверхность пола - в таком случае сила реакции опоры неочевидна и направлена под углом к горизонту. В задаче не указан угол. Да и вообще там на льду собираются тянуть канат - сила трения слабоватой будет, чтобы упереться в лёд как следует. Тогда решим задачу просто исходя из того, какую силу надо приложить к 10-класснику, чтобы сдвинуть его с места.
По вертикали на тело действуют сила тяжести и сила реакции опоры (которая складывается из двух, действующих на каждую ногу десятиклассника). Они равны. По горизонтали сила натяжения каната будет равна силе трения. Сила трения по формуле:
F тр = μ*N является максимальной силой трения покоя.
Сила тяги, которая должна быть приложена к телу, чтобы сдвинуть его, будет или равна максимальной силе трения покоя или должна быть больше этого значения:
F т ≥ F тр
Тогда:
N2' + N2'' = N
N - m2g = ma = 0
N = m2g
F тр2 - Т2 = ma = 0
Т2 = F тр2 = μ2*m2g
Теперь обратим внимание, что такая же сила натяжения каната будет действовать на 7-классника, но сначала ещё кое-что согласно третьему закону Ньютона:
-T2 = Т2' - это значит, что канат действует на 10-классника так же, как и 10-классник - на канат (на рисунке я это не изобразил, к сожалению)
Т1 = -T1' - то же самое и с 7-классником
Тогда:
Т2' - Т1' = ma = 0
Т2' = Т1' => T2 = T1 - вывод того, что сила натяжения каната действует одинаково на обоих учеников
Тогда получается, что сила трения 7-классника должна быть равна силе натяжения каната:
T1 - F тр1 = ma = 0
T1 = F тр1, а F тр1 = μ*(N1' + N1'') = μ1*m1g
Значит:
Т1 = Т2 = F тр2 = F тр1
F тр2 = F тр1
μ2*m2g = μ1*m1g
μ1 = (μ2*m2g)/m1g = (0,02*70*10) / 50*10 = 14 / 500 = 0,028 - таким или больше должен быть коэффициент трения обуви 7-классника.
Ответ: ≥ 0,028.
3) По закону Бойля-Мариотта:
p1*V1 = p2*V2
V2 = (p1*V1) / p2 = (0,96*10^5*5*10^(-4)) / 0,98*10^5 = (0,96*5/0,98) * (10/10^5) = 4,89*10^(-4) м³
