Атомный ледокол, развивая среднюю мощность 32,4 МВт во
льдах 36 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению
ледокола.
Мощность ледокола
Вт
Скорость ледокола
км/ч
Скорость ледокола
м/с
Сила сопротивления
H.
Сила сопротивления
МН​

Дано: S = 20,4 м   V = 0   u = 0,06   V0 - ?

Решение:

1) По второму закону Ньютона в векторном виде имеем: Fтр = ma

Проецируем на ось ОX: Fтр = ma.

Сила трения равна: Fтр = u N, где N - сила нормальной реакции опоры, которая по третьему закону Ньютона равна силе тяжести Fтяж.

Значит, Fтр = u mg.

Перепишем 2зН в следующем виде: u mg = ma, откуда ускорение равно: a = u g.

2) Из кинематики имеем: S = (V^2 - V0^2) / 2a.

Так как тело тормозит, то конечная скорость V = 0. Перепишем в виде:

S = - V0^2 / 2a. Подставляем формулу ускорения (так как тело тормозит, то ускорение отрицательно, а потому минусы сокращаем):

S = V0^2 / 2 u g, откуда выводим начальную скорость V0:

V0 = sqrt(2 S u g) = sqrt(2 * 20,4 * 0,6) = 4,947 м/с ≈ 5 м/с

У нас есть закон Дальтона, согласно которому газы ведут себя независимо друг от друга. Объем гелия вырос в 2 раза, температура не поменялась - давление гелия уменьшилось в 2 раза. Логично, что если убрать и вторую половину гелия, давление упадет еще на столько же, останется 80% от изначального: получаем, что изначальное давление гелия было в 80/20=4 раза меньше, чем давление водорода. Так как объем и температура были одинаковы, так же относятся и кол-ва веществ обоих газов: молекул водорода в 4 раза больше, но они в 2 раза легче. Так что отношение масс было 1/2 (больше - у водорода)