M₁ = 2 кг - два литра теплой воды с температурой t₁ = 40° C m₂ = 6 кг - 2 кг = 4 кг - 4 литра горячей воды с температурой t₂ = 85° C долили t₀ = (1-0.14)t' - реальная установившаяся температура на 14% ниже расчётной. C = 4200 Дж/(кг град) - удельная теплоёмкость воды
Q₁ = С*m₁*(t' - t₁) - часть воды нагрелась до равновесной температуры t' Q₂ = C*m₂*(t₂ - t') - часть воды остыла до равновесной температуры t'
Уравнение точки x = ASin(2пft) A = 0.05 м - амплитуда колебаний f = 1/T = 0.5 Гц - частота колебаний Xo = 0.0375 м - смещение, для которого предлагается найти скорость Поскольку нам известно уравнение движения x = ASin(2пft) мы можем найти момент времени to в который имеет место смещение Xo: Xo = ASin(2пfto) откуда to = (ArcSin(Xo/A))/(2пf)
Уравнение для скорости можно получить дифференцированием уравнения для координаты: V(t) = x' = (ASin(2пft))' = 2пfACos(2пft) = 2пfA√(1 - Sin^2(2пft))
t₁ = 40° C
m₂ = 6 кг - 2 кг = 4 кг - 4 литра горячей воды с температурой
t₂ = 85° C долили
t₀ = (1-0.14)t' - реальная установившаяся температура на 14% ниже расчётной.
C = 4200 Дж/(кг град) - удельная теплоёмкость воды
Q₁ = С*m₁*(t' - t₁) - часть воды нагрелась до равновесной температуры t'
Q₂ = C*m₂*(t₂ - t') - часть воды остыла до равновесной температуры t'
Q₁ = Q₂ значит
С*m₁*(t' - t₁) = C*m₂*(t₂ - t')
m₁*(t' - t₁) = m₂*(t₂ - t')
m₁*t' - m₁*t₁ = m₂*t₂ - m₂*t'
t' = (m₂*t₂ + m₁*t₁)/(m₂ + m₁)
t₀ = 0.86*t' = 0.86*(m₂*t₂ + m₁*t₁)/(m₂ + m₁) = 0.86(2*40 +4*85)/(2 + 4) = 60.2°C
Реальная конечная температура равна 60,2°С
x = ASin(2пft)
A = 0.05 м - амплитуда колебаний
f = 1/T = 0.5 Гц - частота колебаний
Xo = 0.0375 м - смещение, для которого предлагается найти скорость
Поскольку нам известно уравнение движения
x = ASin(2пft)
мы можем найти момент времени
to в который имеет место смещение Xo:
Xo = ASin(2пfto)
откуда
to = (ArcSin(Xo/A))/(2пf)
Уравнение для скорости можно получить дифференцированием уравнения для координаты:
V(t) = x' = (ASin(2пft))' = 2пfACos(2пft) = 2пfA√(1 - Sin^2(2пft))
искомая скорость равна:
V(to) = 2пfA√(1 - Sin^2(2пfto)) = 2пfA√(1 - Sin^2((ArcSin(Xo/A = 2пfA√(1 - (Xo/A)^2)) = 6.28*0.5*0.05*√(1 - (0.0375/0.05)^2) = 0.104 м/c