В однорідному горизонтально напрямленому електричному полі з напруженістю 2×10*6 в/м висить на нитці заряджена кулька масою 2 г. Визначити знак і значення заряду кульки, якщо нитка утворює кут 45° з вертикаллю.
M1=50 г = 0,05 кг, m2= 250 г =0,25кг, t1=16С, t3=100 С,t2=90С, c1= 900 Дж/(кг*С), с2= 4200 Дж/(кг*С), L=23*10^5. m3-?Для підвищення температури алюмінієвого калориметра від t1 до t2 потрібно Q1=c1m1(t2-t1)= 900*0,05*74=3330 Дж. Для підвищення температури води від t1 до t2 потрібно Q2=c2m2(t2-t1)= 4200*0,25*74=77700 Дж. Тепло віддає пар при конденсації Q3=Lm3, а також вода при охолодженні від 100С до 90 С Q4= c2*m3*(t3-t2). Q3+Q4=Q1+Q2. Lm3+c2*m3*(t3-t2)= 3330+77700, m3(L+c2(t3-t2))=81030. m3=81039/(L+c2(t3-t2))=81030/(2300000+ 4200*10)=81030/2342000= 0,03кг= 30 г.
Задача очень простая, на умение записывать уравнения движения тел в соответствующих осях. Рисунок для решения мы приводим справа, для его увеличения нажмите на него.
Запишем уравнения движения тела по оси y:
y=v0sinα⋅t—gt22 Заменяя в уравнении y на данное h, получим квадратное уравнения, которое необходимо решить для нахождения времени полета. Неудивительно, что уравнение имеет 2 корня, поскольку на данной высоте тело за все время полета будет находиться 2 раза, что видно из рисунка.
Для підвищення температури води від t1 до t2 потрібно Q2=c2m2(t2-t1)= 4200*0,25*74=77700 Дж.
Тепло віддає пар при конденсації Q3=Lm3, а також вода при охолодженні від 100С до 90 С Q4= c2*m3*(t3-t2). Q3+Q4=Q1+Q2. Lm3+c2*m3*(t3-t2)= 3330+77700, m3(L+c2(t3-t2))=81030. m3=81039/(L+c2(t3-t2))=81030/(2300000+ 4200*10)=81030/2342000= 0,03кг= 30 г.
Запишем уравнения движения тела по оси y:
y=v0sinα⋅t—gt22
Заменяя в уравнении y на данное h, получим квадратное уравнения, которое необходимо решить для нахождения времени полета. Неудивительно, что уравнение имеет 2 корня, поскольку на данной высоте тело за все время полета будет находиться 2 раза, что видно из рисунка.
h=v0sinα⋅t—gt22
gt2—2v0sinα⋅t+2h=0
Найдем дискриминант:
D=4v20sin2α—8gh
Проверять положительность дискриминанта не будем, поскольку решение задачи быть должно, значит он априори неотрицателен.
Тогда корни квадратного уравнения равны:
t=2v0sinα±4v20sin2α—8gh−−−−−−−−−−−−√2g
Мы получили ответ в общем виде. Теперь подставим все известные величины в СИ:
t=2⋅10⋅sin30∘±4⋅102⋅sin230∘—8⋅10⋅1,05−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√2⋅10
Получаем два корня:
[t=0,7сt=0,3с