Одноатомный идеальный газ находится в горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем площадью поперечного сечения S = 40 см2. Давление окружающего воздуха р = 10^5 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты |Q| = 80 Дж. На какое расстояние х при этом передвинулся поршень? ответ дайте в см.

жосткость половины жгута равна 2k, т. к. при уменьшении длины жгута в два раза, жёсткость увеличивается в 2 раза.

угловая скорость: w0 = 2пn. полный угол, пройденный до остановки: ф = 2пn.

теперь применим формулы равнозамедленного движения по окружности:

0 = w0 - at

ф= w0*t - a*tквад/2

получим из этой системы:

ф = w0 квад/2a = 2пn   отсюда а = w0 квад/(4пn)

теперь находим время t = w0/a = 4пn/w0 = 2n/n = 1/6 мин = 10 с

ускорение направлено против движения и определяется из уравнения динамики, в проекции на наклонную плоскость выглядящим так:

mgsina + kmgcosa = ma, sina = h/l = 0,6   cosa = 0,8.

отсюда a = g(sina + kcosa).

перемещение до полной остановки равно l и равно:

  l = v0^2/(2a). тогда v0 = кор(2lg(sina+kcosa)) = кор(200(0,6+0,4)) = 14,14 м/с.

ответ: 14,14 м/с. 

      (1)

где под корнем - квадраты тангенциального и нормального ускорениий.

угловое ускорение обозначим е. тогда a_t = er.     (2)

угловая скорость w = et, а нормальное ускорение:

a_n = (w^2)r = ((et)^2)r                         (3)

подставим (2) и (3) в (1), получим:

= 0,66кор(1+4*7^4) = 64,7 м/с^2

ответ: 64,7 м/с^2.