В электрическом чайнике, потребляющем от сети постоянную мощность, за время =20 мин нагревается до кипения вода массой =3,6 кг,при этом часть воды массой =5 г выкипает. Пренебрегая теплопотерями, определите, за какое время после этого выкипит еще ′=15г воды. ответ выразите в минутах, округлив до целого числа. Начальная температура воды в чайнике =5 ∘C. Удельная теплоемкость воды в=4200Дж/(кг⋅∘
⋅
∘
C), удельная теплота парообразования воды =2,3⋅106,
Дж/кг.
v(x)=v(0)+at
из уравнения мы узнаем, что
v(0)=5 м/с (тело начинает движение со скоростью 5 м/с)
а=3 м/с^2
строим график
ось у обозначим как Vx
ось х обозначим как t
движение начинаем со скоростью 5, поэтому прямая пойдет из координаты 5 по оси y ( ну или оси Vх, как мы обозначили), время равно нулю, мы пока только начали наблюдать движение
далее смотрим:
вычисляем скорость за 1 секунду:5+3*1=8 м/с
там , где время равно 1 секунде, скорость будет 8 м/с, отмечаем это на графике.
соединяем точки, когда время было равно 0 и когда оно было равно 1, и получаем график
1 график готов
2 уравнение - это равнозамедленное движение.
мы узнаем из него, что
a=-0.5 м/с^2
v(0)=0
отрицательное ускорение говорит о том, что движение происходит в другую сторону
график строим аналогично первому
Шаг 1. Мы ввели систему отсчета: 1) выбрали началом отсчета дерево, от которого начинал свое движение пешеход; 2) направили координатную ось вдоль дороги в направлении движения пешехода; 3) включили часы (секундомер) в момент начала движения тел.
Шаг 2. Были определены начальные координаты пешехода (xп0 = 0) и велосипедиста (xв0= 20 м).
Шаг 3. Используя введенную систему отсчета, мы определили значения скоростей движения пешехода (vп = 1 м/с) и велосипедиста (vв = -3 м/с).
Таким образом, первые три шага решения задачи не зависят от того, каким графическим или аналитическим) мы собираемся ее решать. Но уже следующий шаг будет отличаться от того, что мы делали при графическом решения.
Шаг 4 (аналитический). Запишем в аналитическом виде законы движения тел, учитывая известные данные. Поскольку в задаче движутся два тела (пешеход и велосипедист), то мы получаем два закона движения:
xп = 0 + 1 · t, xв = 20 - 3 · t.
Шаг 5 (аналитический). Представим в виде уравнения условие задачи – встречу велосипедиста и пешехода. Встреча двух тел означает, что положения тел в пространстве совпадут в некоторый момент времени t = tвстр, т. е. в этот момент времени совпадут их координаты
Объяснение:
Шаг 6 (аналитический). Запишем вместе полученные в шагах 4 и 5 выражения, присвоив каждому из них свои номер и название.
xп = 0 + 1 · t, (1) (закон движения пешехода)
xв = 20 - 3 · t, (2) (закон движения велосипедиста)
xп = xв. (3) (условие встречи пешехода и велосипедиста)
Шаг 7 (аналитический). Решение уравнений.
Для того чтобы найти значение времени t в интересующий нас момент встречи, воспользуемся условием встречи пешехода и велосипедиста – уравнением (3). Оно предполагает равенство координат двух тел. Подставим в него выражения для xп и xв из уравнений (1) и (2):
0 + 1 · t = 20 - 3 · t
Приведем подобные слагаемые и решим уравнение:
(1+3) · t = 20, t = 20/4 = 5 (с).
Таким образом, мы установили, что встреча пешехода и велосипедиста состоится через 5 с после начала движения.
Теперь определим координату точки, в которой состоится встреча. Для этого подставим полученное значение момента встречи tвстр = 5 с в закон движения пешехода – уравнение (1):
xп = 0 + 1 · tвстр = 0 + 1 · 5 = 5 (м).
Это означает, что в момент встречи координата пешехода будет равна xп = 5. Следовательно, встреча произойдет в 5 м от начала отсчета – дерева, от которого начал движение пешеход.
Ясно, что координату места встречи можно было определить, подставив время tвстр = 5 с и в закон движения велосипедиста – уравнение (2):
xв = 20 - 3 · tвстр = 20 - 3 · 5 = 5 (м).
Естественно, мы получили то же самое значение хвстр, так как координаты пешехода и велосипедиста в момент встречи совпадают.
Итоги
При аналитическом решения задачи «встреча» момент встречи и координата места встречи определяются из равенства координат в законах движения тел, записанных в аналитическом виде