Как посчитать электроемкость конденсатора по формуле: C=(ε∙ ε0∙S)/d, где ε -диэлектрическая проницаемость среды (для бумаги, картона 2,2) ε0- электрическая постоянная 8,85∙10-12 Ф/м. S- площадь пластин конденсатора, м2, d-расстояние между пластинами, м.
Дано:
m=50 кг;
l=0.01 км;
t=1/6 мин;
Найти: \displaystyle A_{TP}A
TP
СИ: l=10 м; t=10 с;
Определим начальную скорость конькобежца, для этого воспользуемся формулой, связывающей путь с начальной и конечной скоростью, и временем для равноускоренного движения (конечную скорость примем за ноль):
\displaystyle l=\frac{v_1+v_2}{2}t=\frac{v_1}{2}t = > v_1=\frac{2l}{t}=\frac{2*10}{10}=2l=
2
v
1
+v
2
t=
2
v
1
t=>v
1
=
t
2l
=
10
2∗10
=2 м/с
По теореме об изменении кинетической энергии, работа силы трения пошла на изменение кинетической энергии тела:
\displaystyle A_{TP}=\Delta E_k=\frac{m}{2}(v_2^2-v_1^2)A
TP
=ΔE
k
=
2
m
(v
2
2
−v
1
2
)
Выполним расчет:
A_{TP}=\frac{50}{2}*(0^2-2^2)=-100A
TP
=
2
50
∗(0
2
−2
2
)=−100 Дж
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин