Вагонетка массой 1,6 т наталкивается со скоростью 2 м/с на упорный буфер. Определите сжатие пружины упорного буфера при ударе, если жѐсткость пружины 10^5 Н/м.

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

Объяснение:

№1

P = IU = I²R

P1/P2 = ( ( 2I )²( R/4 ) )/( I²R ) = ( I²R )/( I²R ) = 1

№2

η = Рпол./Рзат. * 100%

η = ( I2U2 )/( I1U1 ) 100%

I1 = ( I2U2 )/( ηU1 ) 100%

I1 = ( 9 * 22 )/( 90% * 220 ) 100% = 1 A

№3

λ = Тv

λ = 2π√( LCоб. )v

λ = 2π√( L( C1 + C2 ) )v

λ = 2 * 3,14 √( 10 * 10^-3 ( 360 * 10^-12 + 40 * 10^-12 ) ) 3 * 10^8 = 2 * 3,14 √( 10^-2 ( ( 36 + 4 ) 10^-11 ) 3 * 10^8 = 3768 м

№4

WC( max ) = ( CU( max )² )/2

WL( max ) = ( LI( max )² )/2

W = WC( max ) = WL( max )

( CU( max )² )/2 = ( LI( max )² )/2

CU( max )² = LI( max )²

С = ( LI( max )² )/( U( max )² )

W = WC + WL

W = ( CU² )/2 + ( LI² )/2

( CU( max )² )/2 = ( CU² )/2 + ( LI² )/2

CU( max )² = CU² + LI²

LI( max )² = ( LI( max )²U² )/U( max )² + LI²

LI( max )² = L ( I( max )²U² )/U( max )² + I² )

I( max )² = ( I( max )²U² )/U( max )² + I²

Подставим численные данные и решим уравнение

( 5 * 10^-3 )² = ( ( 5 * 10^-3 )²U²/2² ) + ( 3 * 10^-3 )²

2,5 * 10^-5 = 6,25 * 10^-6U² + 9 * 10^-6

( 25 - 9 ) 10^-6 = 6,25 * 10^-6U²

16 = 6,25U²

U = √( 16/6,25 ) = 1,6 B