Как решить : в вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m=10 кг и площадью сечения s=20 (см в квадрате) находится идеальный одноатомный газ. первоначально поршень находился на высоте h=20 см, а после нагревания газа поднялся на высоту h=25 см. какое количество теплоты сообщили газу в процессе нагревания? атмосферное давление 10 в пятой степени па. ответ: 37, 5 дж

Второй рисунок делать не надо

Стальной стержень вряд ли. Более интересный вопрос - есть ли магнитные заряды? Если да, то уравнения Максвелла примут более симметричный вид. Не вдаваясь в детали, протоны и электроны - частицы с противоположным электрическим зарядом. Они могут существовать отдельно друг от друга, и законы, которые описывают их взаимодействия, опираются на этот факт. Так, электрический ток возможен благодаря этому. Если бы магнитный ток существовал, то законы для магнетизма и электричества были бы симметричны. Пока что уравнения Максвелла утверждают, что не существует магнитного монополя, но это не подтверждено, и не может быть. Просто пока что не было найдено частицы, которая имела бы магнитный заряд.

Так-с, приступим.

Во-первых, нужно уметь изображать силы, действующие на тело. Не умеешь этого - не решишь задачу.

1) У нас по условию дано "небольшое тело". Пусть это - какой-нибудь квадрат (можно и быть оригинальнее, но преподаватель едва ли оценит).

Разумеется, на него действует сила тяжести mg и сила нормальной реакции опоры N.

Так как он движется, то на него действует и сила трения Fтр, направленная противоположно силе тяги Fтяг.

Собственно, все. Рассмотрим первый случай.

Наш квадрат движется равномерно, следовательно, с постоянной скоростью (почитай про принцип относительности Галилея).

Работает первый закон Ньютона - равнодействующая всех сил, действующих на квадрат, равна нулю (не забываем, что сила - это вектор и его нужно проецировать, чтобы посчитать):

Fтяг + N + mg + Fтр = 0.

с N, mg и Fтр все хорошо, а вот Fтяг нужно проецировать, причем на обе оси.

Для ОХ: Fтяг(x) = Fтяг * cosα
Для OY: Fтяг(y) = Fтяг * sinα

Теперь проецируем все силы на оси ОX и OY.

OY: Fтяг sinα + N - mg = 0 => N = mg - Fтяг sinα
OX: Fтяг cosα - u N = 0,

Fтяг cosα = u (mg - Fтяг sinα) =>

u = Fтяг cosα / (mg - Fтяг sinα)

Знаем коэф-т трения. Круто. Теперь можем найти ускорение исходя из второго случая.

2) Все делаем аналогично. Единственное, что изменилось - работает второй закон Ньютона (равнодействующая всех сил равна ma).

OY: N = mg - Fтяг sinβ
OX: Fтяг cosβ - u N = ma,

Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ)  / (mg - Fтяг sinα) ) = ma =>

a = ( Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ)  / (mg - Fтяг sinα) ) ) / m.

Геморройный пример, да. Возможно, можно упростить, но мне лень.

Считаем, получаем a = 0,143 м/с^2 ≈ 0,14 м/с^2