Однородный стержень массой m = 20 кг и длиной (= 2 м подвешен в горизонтальном положении на двух вертикально
расположенных тросах. Точка крепления первого троса
находится на расстоянии d = 14 см от левого конца стержня,
а точка крепления второго – на расстоянии d, = 40 см
от правого конца.
Чему равна сила натяжения первого троса? Чему равна сила натяжения второго троса?
R₁ = 6356,8 км - полярный радиус
R₂ = 6378,1 км - экваториальный радиус
M = 5,97*10²⁴ кг - масса Земли
Для решения данный задачи нужно учесть значение радиусов Земли, а также факт вращения Земли вокруг своей оси. При этом значение экваториального ускорения будет уменьшаться на величину центростремительного ускорения на экваторе.
g₁ = G * M / R₁² = 6,67*10⁻¹¹ Н*м²/кг² * 5,97*10²⁴ кг / (6356,8*10³ м)² ≈ 9,854 м/с²
g' = G * M / R₂² = 6,67*10⁻¹¹ Н*м²/кг² * 5,97*10²⁴ кг / (6378,1*10³ м)² = 9,789 м/с²
За сутки Земля совершает один оборот => ω = 2 *π рад / 86400 с - угловая скорость обращения Земли
a = ω² * R₂ - центростремительное ускорение на экваторе
а = (2 *π рад / 86400 с)² * 6378,1*10³ м ≈ 0,034 м/с²
g₂ = g' - a = 9,789 м/с² - 0,034 м/с² = 9,755 м/с²
(g₁ - g₂) * 100 % / g₁ = (9,854 м/с² - 9,755 м/с²) * 100 % / 9,854 м/с² ≈ 1,00 %
Ускорение на полюсе приблизительно на 1 % больше чем на экваторе
Объяснение:
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