Какой период колебаний у груза массой 0,10 кг, который подвешен к пружине с коэффициентом жесткости 10 Н/м? Также, как изменилась внутренняя энергия газа, который при адибатическом процессе совершил работу 200 мДж: охладился он или нагрелся? Приведите формулы и решения.

Физика 11 класс Колебания и термодинамика Период колебаний груз пружина коэффициент жёсткости внутренняя энергия газ адиабатический процесс работа охлаждение нагревание формулы решение Новый

Давайте разберем обе задачи по порядку.

Первая задача: Период колебаний груза на пружине

Для нахождения периода колебаний груза, подвешенного на пружине, мы воспользуемся формулой:

T = 2π * √(m/k)

где:

• T - период колебаний;
• m - масса груза;
• k - коэффициент жесткости пружины.

Теперь подставим известные значения:

• m = 0,10 кг;
• k = 10 Н/м.

Подставляем в формулу:

T = 2π * √(0,10 / 10)

Сначала вычислим значение под корнем:

0,10 / 10 = 0,01

Теперь находим корень из 0,01:

√(0,01) = 0,1

Теперь подставим это значение в формулу для T:

T = 2π * 0,1

Теперь вычислим T:

T ≈ 0,6283 с.

Таким образом, период колебаний груза составляет примерно 0,63 секунды.

Вторая задача: Изменение внутренней энергии газа при адиабатическом процессе

В адиабатическом процессе, когда газ выполняет работу, изменение внутренней энергии (ΔU) определяется по формуле:

ΔU = Q - A

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии;
• Q - тепло, переданное системе (в данном случае Q = 0, так как процесс адиабатический);
• A - работа, совершенная газом.

Поскольку в адиабатическом процессе тепло не передается, мы можем упростить формулу:

ΔU = -A

Теперь подставим значение работы:

• A = 200 мДж = 0,2 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии будет:

ΔU = -0,2 Дж.

Это означает, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 0,2 Дж. Поскольку внутренняя энергия газа уменьшилась, это говорит о том, что газ охладился.

Итак, ответы на вопросы:

• Период колебаний груза составляет примерно 0,63 секунды.
• Внутренняя энергия газа уменьшилась, следовательно, газ охладился.