При этом ударе (абсолютно неупругом) выполняется закон сохранение импульса. m1v1=(m1+m2)v2; Значит скорость сцепки после столкновения будет v2=m1v1/(m1+m2), а кинетическая энергия E=0.5(m1+m2)*((m1v1)/(m1+m2))^2; E=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2); Сила трения равна F=U(m1+m2)g. Чтобы остановить сцепку, она должна совершить работу, равную кинетической энергии сцепки A=E. Так как работа равна силе, умноженной на перемещение A=FL, то путь до остановки сцепки равен L=E/F; (переведём скорость в м/с, разделив 12/3,6=3,(3) м/с) L=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2)/(U(m1+m2)g); L=(0.5/Ug)*(m1v1)^2 /(m1+m2)^2; L=(0.5/(0.05*10))*(50000*3,33)^2 / (50000+30000)^2; L=2,3 м (округлённо).
E=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2);
Сила трения равна F=U(m1+m2)g. Чтобы остановить сцепку, она должна совершить работу, равную кинетической энергии сцепки A=E. Так как работа равна силе, умноженной на перемещение A=FL, то путь до остановки сцепки равен L=E/F; (переведём скорость в м/с, разделив 12/3,6=3,(3) м/с)
L=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2)/(U(m1+m2)g);
L=(0.5/Ug)*(m1v1)^2 /(m1+m2)^2;
L=(0.5/(0.05*10))*(50000*3,33)^2 / (50000+30000)^2;
L=2,3 м (округлённо).
Q = Q₁ + Q₂
где
Q₁ - количество теплоты, потраченное на нагревание 0,75 кг воды от 20°C до 100°C;
Q₂ - количество теплоты, потраченное на выпаривание 0,25 кг воды.
Q₁ = m₁·c·(t₂ - t₁),
m₁ = 0,75 кг,
c - это удельная теплоёмкость воды (табличная величина),
c = 4200 Дж/(кг·°C),
t₂ = 100°C,
t₁ = 20°C,
Q₂ = m₂·r,
m₂ = 0,25 кг,
r - это удельная теплота парообразования воды (табличная величина),
r = 2,3 МДж/кг = 2,3·10⁶ Дж/кг,
Q = m₁·c·(t₂ - t₁) + m₂·r
Q = 0,75кг·4200Дж/(кг·°C) ·(100°C - 20°C) + 0,25кг·2,3·10⁶Дж/кг =
= 75·42·80Дж + 25·23·1000Дж = 252000Дж + 575000Дж =
= 827000 Дж = 827 кДж.
ответ. 827 кДж.