Тело движется по окружности радиусом 120 см, совершая 15 полных оборотов за 1 минуту. чему равна скорость тела? ​

Найти: E, φ

Дано:

m=2⋅10−4кг

l=0,5м

∠AOB=90∘

ε=1

g=10м/с2

k=14πε0ε=9⋅109ф/м

На каждый из зарядов (см. рисунок) действуют три силы: сила тяжести - mg→ ; сила натяжения нити - T⃗  и сила Кулона - F⃗ . Поскольку система зарядов находится в равновесии - геометрическая сумма сил равна нулевому вектору

mg→+T⃗ +F⃗ =0

спроецируем это равенство на оси координат с учетом того, что α=45∘ и cosα=sinα

x: Tcosα=mg

y: Tcosα=F=kq2l2

q=mgl2k−−−−−√

E⃗ =E⃗ 1+E⃗ 2

E1=E2=kql2=kmgl2−−−−√

E=2kmgl2−−−−−√

φ=2φ1=2kql=2kmg−−−−√

Объяснение:

Энергия, отдаваемая при охлаждении горячей воды, тратится на нагрев чайника. После достижения равновесия температура воды и чайника уравняются, обозначим равновесную температуру за T.

При охлаждении воды массой M1 от температуры T1 до T выделится энергия Q = C1 M1 (T1 - T)
При нагреве чайника массой M2 от температуры T2 до T поглотится энергия Q = C2 M2 (T - T2)

Уравнение теплового баланса: C1 M1 (T1 - T) = C2 M2 (T - T2)

Находим из него T:
C1 M1 T1 - C1 M1 T = C2 M2 T - C2 M2 T2
C1 M1 T1 + C2 M2 T2 = C1 M1 T + C2 M2 T [*]
(C1 M1 + C2 M2) T = C1 M1 T1 + C2 M2 T2
T = (C1 M1 T1 + C2 M2 T2) / (C1 M1 + C2 M2)

Подставляем числа (формула - отношение, поэтому достаточно, чтобы величины имели одинаковые размерности, переводить в СИ необязательно):
T = (4200 * 600 * 95 + 400 * 500 * 15) / (4200 * 600 + 400 * 500) = 89 °С

ответ. 89 °C.



Хочу сделать 2 замечания.
1) Исходные температуры были даны с точностью до двух знаков, поэтому у меня в ответе оставлены две значащие цифры. Если подставлять выражение в калькулятор, выйдет 89,117647..., но оставлять слишком большое количество знаков будет ошибкой.
2) Взглянем на выражение, помеченное [*]. Если думать, что нагретое до температуры T тело обладает энергией CMT, то написан закон сохранения энергии: в начальном и конечном состояниях суммарные энергии воды и чайника равны.