Хоккеист скользит по льду на одном коньке. известно что лед тает под коньком на глубину h=0,003 мм. ширина конька d=2мм . найдите силу трения между коньком и льдом. удельная теплота плавления льда = 3,3х10^5 дж/кг, плотность = 0,9 г/см^3. считать теплопроводность льда малой
h = 0,003 мм = 3*10⁻⁶ м
b = 2 мм = 2 *10⁻³ м
q = 3,3*10⁵ Дж/кг
ρ = 0,9 г/см³ = 900 кг/м³
F - ?
Пусть конек проехал S метров
Объем льда, который расплавится:
V = h*b*S = 3*10⁻⁶*2*10⁻³*S = 6*10⁻⁹*S
Масса льда, который расплавится:
m = ρ*V = 900*6*10⁻⁹*S = 5,4*10⁻⁶*S
Количество теплоты на таяние льда:
Q = q*m = 3,3*10⁵*5,4*10⁻⁶*S = 1,78*S (1)
Но лед растаял из-за работы силы трения:
A = F*S (2)
Приравниваем (2) и (1)
F*S = 1,78*S
Сила трения:
F = 1,78 Н