На похилій площині під кутом 30 перебуває вантаж масою 50кг. яку силу треба прикласти щоб опустити тіло вниз з а=2м/с в квадраті

Дано:  m = 150 гр = 0,15 кг; теплоемкость воды  q = 4200 Дж/кг*град.;  Т1 = 20 град. С;  Т2 = 100 град С;  время t = 5 минут = 300 с;  U = 12 В.   
R -?
 Чтобы такое количество воды нагреть до 100 градусов надо сообщить воде количество энергии Q = m*q*(Т2 – Т1). Мощность (Р) в Ваттах, которая потребуется в этом случае  Р = Q/t. С другой стороны электрическая мощность Р = U*I.  По закону Ома ток, текущий в цепи, I = U/R.   Тогда Р = U²/R. Таким образом, имеем Q/t = U²/R. Отсюда R=U²*t/Q= U²*t/{m*q*(Т2 – Т1)} = 12²*300/(0,15*4200*80) = 0,857...Ома.  

Количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока вычисляется по формуле

Q = U²·t/R

Напряжение U в сети и при параллельном, и при последовательном соединении одинаково.

Пусть Q₁ =U²·t₁/R₁ - количество теплоты, выделяемое при параллельном соединении,

Q₂ =U²·t₂/R₂ - количество теплоты, выделяемое при последовательном соединении.

При параллельном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₁ = R·R/(R + R) = 0,5R

При последовательном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₂ = R + R = 2R

По условию  количества теплоты должны быть одинаковы

U²·t₁/R₁ = U²·t₂/R₂

или

t₁/R₁ = t₂/R₂

подствим R₁ и R₂

t₁/0,5R = t₂/2R

t₁ = 4t₂

Получилось, что при последовательном соединении время нагрева в 4 раза больше, чем при параллельном.

Из условия не ясно, при каком соединении время равно 20минутам.

Пусть t₁  = 20мин, тогда t₂ = 5мин,

если же t₂  = 20мин, тогда t₁ = 80мин

ответ: 1)если время нагревания при последовательном соединении равно 20мин, то время нагревания при параллельном соединении рано 80мин = 1час20мин.

2) если время нагревания при параллельном соединении равно 20мин, то время нагревания при последовательном соединении рано 5мин.