В кафе «Самоваръ» нагревают воду в электросамоваре объемом V=25V=25 л, подключенном к источнику постоянного напряжения U=300U=300 В. По окончании работы забыли выключить закипевший полный электросамовар. Через какое время t 3 после начала кипения вода в нем полностью испарится? Плотность воды равна \rho=1000ρ=1000 кг/м^3 , а ее удельная теплота парообразования L=2.3 \cdot 10^6L=2.3⋅10^6 Дж/кг. Потери тепла составляют 30%. Учесть, что электрическое сопротивление нагревательного элемента самовара зависит от температуры TT линейно: R=R_0 (1+\alpha T)R=R 0 (1+αT), где R_0 = 10R 0=10 Ом, температурный коэффициент сопротивления \alpha=0.004C^{-1}α=0.004C −1 . ответ дать в минутах с точностью до целой.
Объяснение:
Дано:
D = 4 дптр
L = 120 см
h = 5 см
d - ?
1)
Фокусное расстояние линзы:
F = 1 / D = 1 / 4 = 0,25 м или F = 25 см
2)
Расстояние от линзы до изображения:
f = L - d = 120 - d
3)
По формуле тонкой линзы:
1/F = 1/d + 1/f
1 / F = 1 / d + 1 /(L - d)
F = (L-d)·d / (L-d+d)
F = (L - d)·d / L
Подставим данные:
25 = (120 - d)·d / 120
3000 = 120 d - d²
Решим уравнение:
d² - 120d + 3000 = 0
d₁₂ = (120±√(120²-4·1·3000)) /2 ≈(120 ± 49)/2
d₁ = (120-49)/2 ≈ 36 см: f₁ = 120 - 36 = 84 см
d₂ = (120+49)/2 ≈ 85 см; f₂ = 120 - 85 = 35 см
В первом случае увеличение линзы:
Г₁ = f₁/d₁ = 84 / 36 ≈ 2,3
Изображение предмета будет увеличенным:
H₁ = h·Г₁ = 5·2,3 = 11,5 см
Во втором случае увеличение линзы:
Г₂ = f₂/d₂ = 35 / 85 ≈ 0,41
Изображение предмета будет уменьшенным:
H₂ = h·Г₂ = 5·0,41 ≈ 2,1 см
В обоих случаях изображения действительные и перевернутые.
Дано:
m = 1 кг
t = 2 c
F = 4 Н
μ = 0,1
g = 10 м/с²
v0 = 0 м/с
s - ?
Решим задачу с энергетического подхода. Для начала запишем уравнение динамики. На тело действуют горизонтальная сила тяги F и сила трения Fтр, которые противоположны по направлению. Равнодействующая направлена туда же, куда и ускоряющая сила тяги F:
F + (-Fтр) = ma
F - Fтр = ma (1)
Выразим ускорение через кинематическую формулу скорости:
а = (v - v0)/t - учитывая, что начальная скорость равна нулю (тело покоилось), будет:
а = v/t - подставим в (1):
F - Fтр = mv/t - выразим скорость v и найдём её, учитывая, что Fтр = μmg:
v = (F - Fтр)*t/m = (F - μmg)*t/m = (4 - 0,1*1*10)*2/1 = (4 - 1)*2 = 6 м/с
Теперь применим теорему об изменении кинетической энергии, которая гласит о том, что сумма работ внешних сил, действующих на тело, равна изменению кинетической энергии тела:
S(A) = dEk = Ek2 - Ek1 (2)
Работа силы тяги и силы трения:
А(F) = F*s
А(-Fтр) = -μmg*s
Изменение кинетической энергии равно:
Ek2 - Ek1 = mv²/2 - mv0²/2 = mv²/2 - 0 = mv²/2
Тогда, согласно (2):
A(F) + A(-Fтр) = Ek2
F*s + (-μmg*s) = mv²/2
s*(F - μmg) = mv²/2
s = mv²/(2*(F - μmg)) = 1*6²/(2*(4 - 0,1*1*10)) = 36/6 = 6 м
ответ: 6 м.