30 ! в и поза веке были распространены ходики. ходики - это настенные механические часы с маятником. важная деталь ходиков - гиря, подвешенная на цепочке. цепочка переброшена через зубчатое колесо, так что гиря все время стремится это колесо повернуть. вращение с этого зубчатого колеса передается через систему шестеренок на стрелки (а также к приводу маятника; маятник не дает часам разогнаться и задает скорость хода). известно, что масса гири в ходиках равна 1 кг, а длина часовой стрелки - 10 см. за сутки гиря опускается на 1 метр. при золотого правила механики оцените, какую силу нужно приложить к концу часовой стрелки, чтобы остановить ходики. (считайте, что когда ходики остановлены, маятник не оказывает никакого воздействия на механизм часов.) дайте ответ в ньютонах с точностью до целых. ответ: н. длина окружности равна 2π⋅r, где π≈3,14 ; r - радиус окружности.

Система СИ:
6,2 МДж = 62·10⁵ Дж

Решение:
Общее количество теплоты которое затратилось на все процессы:
                                     Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄
 Q₁ - кол-во теплоты которое пошло на нагревание льда от искомой температуры t₀ до 0°С
                     Q₁ = c₁ · m · (t - t₀) = 2100 · 2 · (0 - t) = 4200·(- t₀)
Q₂ - кол-во теплоты которое затратилось на плавление льда:
                          Q₂ = λ · m = 3,4 · 10⁵ · 2 = 6,8·10⁵ (Дж)         
Q₃ - кол-во теплоты которое пошло на нагревание воды от 0°С до температуры кипения ~ 100°С
               Q₃ = c₂ · m · (t - t₂) = 4200 · 2 · (100 - 0) = 8,4·10⁵ (Дж) 
Q₄ - кол-во теплоты которое пошло на кипение (испарении) воды:
                           Q₄ = L · m = 23 · 10⁵ · 2 = 46·10⁵ (Дж)  
Итого имеем:
                   62·10⁵ = 4200 · (- t₀) + 6,8·10⁵ + 8,4·10⁵ + 46·10⁵
                    62·10⁵ - 6,8·10⁵ - 8,4·10⁵ - 46·10⁵ = 4200 · (- t₀)
                                      0,8·10⁵ = 4200 · (- t₀)
                                            (- t₀) ≈ 19°С
         

Задача 1 - проезжал половину пути.

ДАНО: V1 = 5 км/ч, V2 = 30 км/ч, S1 = S2 - половина всего пути.

НАЙТИ: Vср = ? - средняя скорость.

РЕШЕНИЕ

Vср = S/T - формула средней скорости.

t1 =  S1/V1 = S/(2*V1) = S/(2*5)  = S/10 - время первого участка.

t2 =  S2/V2 = S/(2*V2) = S/(2*30)  = S/60 - время второго участка.

T = t1 + t2 = (1/10 + 1/60)*S = 7/60*S

Vср = S/T =  S : 7/60*S = 60/7 = 8 4/7 км/ч - средняя скорость - ОТВЕТ

Задача 2. - проезжал половину всего времени.

ДАНО: V1 = 5 км/ч, V2 = 30 км/ч, t1 = t2 - половина всего времени.

РЕШЕНИЕ

- каждый участок проезжал за половину всего времени в пути.

30*S1 = 5*S - 5*S1 - привели к общему знаменателю

35*S1 = 5*S и  

S1 = 1/7*S - первый участок пути.  S2 = 6/7*S - второй участок пути.

T/2 = S1/V1 = (S/7)/5 = S/35.    

Vср = S/T = 35/2 = 17.5 км/ч - средняя скорость - ОТВЕТ

ИЛИ:  T/2 = (6/7*S)/30 = 6/(7*30)*S = S/35

Рисунки с графиками движения - в приложении.