Второй закон Ньютона:
F = ma
F = 50 * 0,8 = 50/1 * 8/10 = 400/10 = 40 Н.
M₁ = 20 т = 20 000 кг
v₁ = 45 cм/с = 0,45 м/с
v₂ = 20 cм/с = 0,2 м/с
Закон сохранения импульса:
m₁v₁ = (m₁ + m₂)v₂
откуда
m₂ = m₁(v₁/v₂ - 1) = 20000·(0.45/0.2 - 1) = 25 000 кг = 25 т
Если сжечь m₁ дров с удельной теплотой сгорания q, выделится тепло
Q = qm₁
Если всё это тепло пойдёт на нагрев воды массой m₂ с удельной теплоёмкостью C от температуры t₁ до точки кипения при t₂, то можно записать:
qm₁ = Q = m₂C(t₂ - t₁)
Отсюда масса воды равна
m₂ = qm₁/C(t₂ - t₁).
Удельная теплота сгорания дров равна q = 10 200 000 Дж на кг
Удельная теплоёмкость воды C = 4200 Дж на кг на град
Масса дров m₂ = 200 г = 0,2 кг
t₂ - t₁ = 100 - 20 = 80 C
Тогда масса воды, которую (в отсутствие теплопотерь) можно довести до кипения с 20 градусов Цельсия если сжечь 200 граммов дров, составит:
m₂ = 10 200 000*0,2 /4200*80 = 6 кг
(или 6 литров, поскольку для воды литры и килограммы выражаются одними и теми же числами).