1) Яка сила потрібна для підняття посудини з гасом, якщо вона містить 3 л газу? Враховуючи масу порожньої посудини

Тема: Сила и жорсткість

Объяснение:
1) Чтобы вычислить силу, необходимую для поднятия посуди с газом, мы должны учесть массу самой посуды и объем газа в ней. Сила, необходимая для поднятия, будет равна сумме силы, необходимой для поднятия массы посуды (включая пустую посуду) и силы плавления газа.
1 литр газа весит 800 грамм (потому что 1 кг = 1000 г, а сила тяжести = масса x ускорение свободного падения = 0.8 кг x 9.8 м/с² = 7.84 Н). Поскольку у нас 3 литра газа, вес газа составляет 7.84 Н x 3 = 23.52 Н.

Масса пустой посуды равна 1 кг. То есть сила, необходимая для поднятия пустой посуды, составляет 1 кг x 9.8 м/с² = 9.8 Н.

Итак, суммарная сила, необходимая для поднятия посуды с газом, будет равна 23.52 Н + 9.8 Н = 33.32 Н.

2) Чтобы определить, какая пружина жестче, мы должны использовать закон Гука. Закон Гука гласит, что напряжение, причиняемое пружиной, прямо пропорционально её удлинению и коэффициенту жесткости пружины (k). Формула закона Гука выглядит следующим образом: F = k * x, где F - сила, x - удлинение пружины, k - коэффициент жесткости пружины.

Первая пружина удлинилась на 9 см под действием силы 45 Н, поэтому 45 Н = k * 0.09 м. Решая эту формулу, мы получаем k = 45 Н / 0.09 м = 500 Н/м.

Вторая пружина удлинилась на 4 см под действием силы 20 Н, поэтому 20 Н = k * 0.04 м. Решая эту формулу, мы получаем k = 20 Н / 0.04 м = 500 Н/м.

Таким образом, оба пружины имеют одинаковый коэффициент жесткости 500 Н/м. Разница в силах вызвана разницей в удлинениях пружин.

У первой пружины удлинение в 2.25 раза больше, чем у второй пружины (9 см / 4 см = 2.25). Следовательно, первая пружина жестче в 2.25 раза по сравнению с второй пружиной.

Пример использования:
1) Сила, необходимая для поднятия посуди з газом, що містить 3 л газу, при урахуванні маси пустої посуди, що дорівнює 1 кг, та густини газу, що становить 800 кг/м^3, дорівнює скільки Н?
2) Яка пружина має більшу жорсткість, якщо одна з них була видовжена на 9 см під силу 45 Н, а інша на 4 см під силу 20 Н? У скільки разів одна пружина жорсткіша за іншу?

Совет:
Для лучшего понимания силы и жесткости рекомендуется ознакомиться с базовыми принципами механики и законами, такими как закон Гука. Использование дополнительных примеров и решений задач поможет закрепить знания и разобраться в материале более глубоко.

Упражнение:
Какова сила, необходимая для поднятия посудини с газом, содержащим 5 литров газа, при условии, что пустая посуда весит 1.2 кг, а плотность газа составляет 600 кг/м^3? Ответ дайте в Ньютонах.