Вспомним, что мешает двигаться бруску сила трения, обычно определяемая как: Fтр = μ * Fт, где μ - безразмерный коэффициент трения, Fт - сила тяжести, действующая на тело и равная произвдению mg. Для равномерного движения тела надо приложить к нему силу, компенсирующую силу трения. Отсюда можно было бы найти коэффициент трения: μ = Fтр / Fт = 1 Н / (0,5 кг * 10 Н/кг) = 0,2 Однако он нам в общем-то и не нужен. Ведь ускорение бруску придаст именно приложенная сверх силы трения сила, т.е. F = F2 - Fтр И ускорение, как мы наверное знаем, будет равно: a = F/m Подставляем: F = 3 Н - 1 Н = 2 Н a = 2 Н / 0,5 кг = 4 м/ с^{2}
У нас тут два процесса: сначала нагрев олова до температуры плавления, а потом непосредственно плавление. Вооружимся справочными материалами: Удельная теплоёмкость олова C = 218 Дж/(кг*градус) Удельная теплота плавления: λ = 60700 Дж/кг. На нагрев расходуется энергия, равная: Q1 = C * m * (T2 - T1) На плавление: Q2 = λ * m Значит общий расход энергии: Q = Q1 + Q2 = C * m * (T2 - T1) + λ * m = m * (C * (T2 - T1) + λ) Отсюда масса: m = Q / (C * (T2 - T1) + λ) Подставляем, считаем: m = 840000 / (218*(2320-320) + 60700) = 840000 / (218*2000 + 60700) = 840000 / (436000 + 60700) = 840000 / 496700 = 1,69 кг. Как-то так вроде.
Fтр = μ * Fт, где μ - безразмерный коэффициент трения, Fт - сила тяжести, действующая на тело и равная произвдению mg.
Для равномерного движения тела надо приложить к нему силу, компенсирующую силу трения. Отсюда можно было бы найти коэффициент трения:
μ = Fтр / Fт = 1 Н / (0,5 кг * 10 Н/кг) = 0,2
Однако он нам в общем-то и не нужен. Ведь ускорение бруску придаст именно приложенная сверх силы трения сила, т.е.
F = F2 - Fтр
И ускорение, как мы наверное знаем, будет равно:
a = F/m
Подставляем: F = 3 Н - 1 Н = 2 Н
a = 2 Н / 0,5 кг = 4 м/ с^{2}
Удельная теплоёмкость олова C = 218 Дж/(кг*градус)
Удельная теплота плавления: λ = 60700 Дж/кг.
На нагрев расходуется энергия, равная:
Q1 = C * m * (T2 - T1)
На плавление:
Q2 = λ * m
Значит общий расход энергии:
Q = Q1 + Q2 = C * m * (T2 - T1) + λ * m = m * (C * (T2 - T1) + λ)
Отсюда масса:
m = Q / (C * (T2 - T1) + λ)
Подставляем, считаем:
m = 840000 / (218*(2320-320) + 60700) = 840000 / (218*2000 + 60700) = 840000 / (436000 + 60700) = 840000 / 496700 = 1,69 кг.
Как-то так вроде.