Центр масс замкнутой системы остается неподвижным m - масса человека M - масса лодки х0 - начальная координата человека X0 - начальная координата лодки х - конечная координата человека X - конечная координата лодки
изначально Х0-x0=А (центр масс лодки находится на расстоянии А от кормы и от человека на корме)
в конце х-X=L-А (центр масс лодки находится на расстоянии А от кормы и на расстоянии L-А от человека на носу лодки)
m*x0+M*X0=m*x+M*X Х0-x0=А х-X=L-А
m*x0+M*X0=m*x+M*X Х0-x0+х-X=L
m*(x0-x)+M*(X0-X)=0 (Х0-X)+(x-x0)=L
m*(x-x0)+M*(X-X0)=0 (x-x0)-(X-Х0)=L
умножим второе уравнение на М и сложим оба уравнения
Тепловая мощность нагревателя чайника равна Q/t = W За время t нагреватель выделит количество теплоты Q равное Q = Wt Коль скоро кпд нагревателя равно η, то часть этой энергии будет передана воде: Q₁ = ηQ = ηWt Этой энергии хватило на то, чтобы вода массой m прогрелась с начальной температуры t₁ до температуры кипения 100⁰ С Q₁ = mC(100 - t₁) = ηWt откуда для кпд получаем
η = mC(100 - t₁)/Wt где m = 2 кг С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды t₁ = 15 C - начальная температура воды W = 2000 Вт - мощность кипятильника чайника t = 5 мин = 300 сек - время прогрева воды до температуры кипения кпд этого чайника равно: η = 2·4200·(100 - 15)/2000·300 = 697 000/600 000 = 1,19
ответ: таких чайников не бывает.
Даже при 100% кпд кипятильника мощностью в 2000 Вт, всё равно количество тепла в 697 000 Дж, которое необходимо для нагрева 2 литров воды от 15 градусов до 100 градусов, сотворить за 5 минут невозможно: потребуется по крайней мере 697 000/2000 = 349 сек или 5 минут и 49 секунд. Так что либо время не 5 минут, либо вода теплее 15 градусов, либо литров меньше, либо мощность больше. Ну или чайник надо исследовать на предмет осуществления двигателя первого рода, выделяющего энергии больше, чем потребляет...
m - масса человека
M - масса лодки
х0 - начальная координата человека
X0 - начальная координата лодки
х - конечная координата человека
X - конечная координата лодки
изначально
Х0-x0=А (центр масс лодки находится на расстоянии А от кормы и от человека на корме)
в конце х-X=L-А (центр масс лодки находится на расстоянии А от кормы и на расстоянии L-А от человека на носу лодки)
m*x0+M*X0=m*x+M*X
Х0-x0=А
х-X=L-А
m*x0+M*X0=m*x+M*X
Х0-x0+х-X=L
m*(x0-x)+M*(X0-X)=0
(Х0-X)+(x-x0)=L
m*(x-x0)+M*(X-X0)=0
(x-x0)-(X-Х0)=L
умножим второе уравнение на М и сложим оба уравнения
(m+M)*(x-x0)=L*M
x-x0=L*M/(m+M)=5*280/(280+70) м = 4 м - это ответ
Q/t = W
За время t нагреватель выделит количество теплоты Q равное
Q = Wt
Коль скоро кпд нагревателя равно η, то часть этой энергии будет передана воде:
Q₁ = ηQ = ηWt
Этой энергии хватило на то, чтобы вода массой m прогрелась с начальной температуры t₁ до температуры кипения 100⁰ С
Q₁ = mC(100 - t₁) = ηWt
откуда для кпд получаем
η = mC(100 - t₁)/Wt
где
m = 2 кг
С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды
t₁ = 15 C - начальная температура воды
W = 2000 Вт - мощность кипятильника чайника
t = 5 мин = 300 сек - время прогрева воды до температуры кипения
кпд этого чайника равно:
η = 2·4200·(100 - 15)/2000·300 = 697 000/600 000 = 1,19
ответ: таких чайников не бывает.
Даже при 100% кпд кипятильника мощностью в 2000 Вт, всё равно количество тепла в 697 000 Дж, которое необходимо для нагрева 2 литров воды от 15 градусов до 100 градусов, сотворить за 5 минут невозможно: потребуется по крайней мере 697 000/2000 = 349 сек или 5 минут и 49 секунд. Так что либо время не 5 минут, либо вода теплее 15 градусов, либо литров меньше, либо мощность больше.
Ну или чайник надо исследовать на предмет осуществления двигателя первого рода, выделяющего энергии больше, чем потребляет...