Предположим, что масса бесенка равна 40 кг, а расстояние, которое он пробежал вокруг моря равно72 км. Время забега бесенка было равно 4 часа. Известно, что при движении человек (бесенок) должен прикладывать силу равнуюmg/2. Рассчитайте мощность
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
Давление шкафа на пол p равно отношению его веса F к площади опоры S: p = F/S
Вес шкафа F, который стоит горизонтально, равен силе тяжести m*g.
Площадь опоры S равна сумме площадей четырёх одинаковых квадратных ножек Sн: S = 4*Sн Площадь квадрата ножки Sн равна его стороне a во второй степени: Sн = a² S = 4*a²
Тогда давление: p = m*g / (4*a²) Выразим отсюда сторону квадрата каждой ножки: a² = m*g/(4*p) a = √(m*g/(4*p)) a = √(100 кг * 10 Н/кг / (4 * 150 кПа)) a = √(100 кг * 10 Н/кг / (4 * 150000 Па)) a ≈ 0,041 м = 4,1 см.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
(2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
(4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
(5)
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
кг
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.
p = F/S
Вес шкафа F, который стоит горизонтально, равен силе тяжести m*g.
Площадь опоры S равна сумме площадей четырёх одинаковых квадратных ножек Sн:
S = 4*Sн
Площадь квадрата ножки Sн равна его стороне a во второй степени:
Sн = a²
S = 4*a²
Тогда давление:
p = m*g / (4*a²)
Выразим отсюда сторону квадрата каждой ножки:
a² = m*g/(4*p)
a = √(m*g/(4*p))
a = √(100 кг * 10 Н/кг / (4 * 150 кПа))
a = √(100 кг * 10 Н/кг / (4 * 150000 Па))
a ≈ 0,041 м = 4,1 см.