Бутылка, заполненная газом, при нормальном атмосферном давлении плотно закрыта пробкой диаметром 2,5 см. Чтобы вытащить пробку из бутылки, её нагрели на 100 0С. Чему равна сила трения, удерживающая пробку в бутылке?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно воспользоваться уравнением силы трения:

F = μ * N,

где F - сила трения, μ - коэффициент трения между пробкой и стеклом, N - сила нормальной реакции.

По условию задачи, бутылка заполнена газом при нормальном атмосферном давлении, а затем нагрета до 100 0С. Вследствие нагревания, газ внутри бутылки расширяется и создает давление, которое помимо нормальной реакции N создает дополнительную силу, удерживающую пробку в бутылке. Эта сила должна быть преодолена, чтобы вытащить пробку.

Таким образом, сила трения, удерживающая пробку в бутылке, будет равна силе, создаваемой давлением газа внутри бутылки. То есть, нужно рассчитать давление газа внутри бутылки после нагревания и умножить его на площадь пробки для получения силы трения.

Если вам известно давление газа внутри бутылки при 100 0C, можно использовать уравнение идеального газа:

pV = nRT,

где p - давление газа, V - объем бутылки, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Зная давление газа, можно рассчитать силу трения, удерживающую пробку в бутылке.