1)Из формулы потенциальной энергии: Еп=k*x^2 / 2, выразим жесткость:
k=2*Еп /х^2. (x-сжатие=0,05м) . k=2*150 / 0,0025=120000H/м. (120кН/м) .
2)Полная энергия= сумме кинетической и потенциальной. Е=Ек+Еп.
Ек=m*v^2 / 2, Ек=100000*40000 / 2=2*10^9Дж.
Еп=m*g*h, Еп=100000*10*1000=1*10^9Дж.
Е=2*10^9+1*10^9=3*10^9Дж.
Е=3*10^9Дж.
3)
Мощность= сила тяги умножить на скорость. N=F*v, а скорость при
равномерном движении= путь разделить на время. v=S / t. v=200 /
20=10м/c. Из 1 формулы, выразим силу тяги.
F=N / v. F=600000 / 10=60000Н. ( 600кВт=600000Вт) .
F=60000Н. (60кН) .
Если не напутал с расчетами, то 30Н.
Да и в исходных данных неплохо бы указать плотность водяного льда. Принята в расчетах 900 кг/м^3
Основная идея. Натяжение равно силе Архимеда. Fa=ρgVл. (1)
Считаем, что льдина утоплена полностью. Тогда все упрется в то, что необходимо найти объем льдинки Vл.
Далее мыслим так. Изменение уровня воды связано с изменением объема. Смесь вода+ лед переходит просто в воду (исходная вода+талая вода). При этом объемы льда и талой воды отличаются. Но массы льда и талой воды равны Mл=Mтв.
Далее массы льда и талой воды можно представить через их объемы и плотности
Mл=Vл*ρл, Mтв=Vтв*ρтв.
Откуда, приравняв массы можно получить: Vл*ρл=Vтв*ρтв. -> ρл/ρтв=Vтв/Vл
-> ρл/ρтв=(Vтв+Vл-Vл)/Vл=(Vтв-Vл)/Vл+1=(ΔV/Vл)+1. (2)
Где ΔV=(Vтв-Vл) - Изменение объема.
С другой стороны ΔV=Δh*S. (3)
Тут Δh - изменение уровня воды, S - площадь посудины.
Из формулы (2) выражаем объем льда:
Vл= ΔV/(ρл/ρтв-1) (4)
В (4) вместо ΔV подставляем его выражение (3)
Vл= Δh*S/(ρл/ρтв-1). (5)
В общем если сюда в (5) подставить числа из условий то можно найти исходный объем льдинки. А затем можно найти и силу Архимеда (1), и соответственно натяжение нити.
Замечание все величины при расчетах переводим в систему СИ. (м, м^2 м^3, кг/м^3), Ответ получим в Ньютонах. (В чем Сила, брат?)
Считаем в 3 этапа:
1. Нужно найти количество теплоты нужно потратить для плавления льда в воду от -30 до 0:
Дж
2. Количество теплоты на нагрев воды от 0 до 100 градусов:
Дж
3. Суммируем:
Дж
Потому что когда вода в катрюле то она и забирает на себя всё тепло при этом испарясь когда вода испарится кастрюля начинает нагреватся вместо воды
Дано:
V0=0
V=20м/с
t=10мин=600с
Найти:
a-?
S-?
Решение:
a=(V-V0)/t=V/t=0,03м/с^2
S=V0t+(at^2)/2=(at^2)/2=5400м=5,4км
Ответ: а=0,03м/с^2, S=5,4м.
