Автомобіль масою 2т піднімається на гору, нахил якої становить 0,2*. На ділянці шляху 32 м швидкість руху автомобіля зросла від 21,6 км/год до 36 км/год. Вважаючи рух автомобіля рівноприскореним, визначте силу тяги двигуна, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 0,02.

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

Дано:
------------------------------
V(плот)=3.6 м³ (находим так: 4м × 0.25м × 0.3м × 12 брусьев)
P(авто)=10000 Н
ρ(ель)=430 кг/м³
ρ(вода)=1000 кг/м³
g=9.8 Н/кг
------------------------------
Найти:
Fa > P(плот) + P(авто) ?
Другими словами: можно ли на этом плоту переправить через реку автомобиль, не потопив при этом плот с грузом. Будет ли Архимедовой силы от воды достаточно, чтобы удерживать плот на поверхности воды, или нет?
------------------------------
Решение:

 

Вначале начертим графически задачу, смотри катинку.
m(плот)=V(плот) × ρ(ель) = 3.6 м³ × 430 кг/м³ = 1548 кг
P(плот)=m(плот) × g = 1548 кг × 9.8 Н/кг = 15170.4 Н
P(плот) + P(авто) = 10000 Н + 15170.4 Н = 25170.5  Н

Теперь найдём какая сила выталкивания будет действовать на плот, если его полностью погрузить в воду.

Fa = V(плот) × ρ(вода) × g = 3.6 м³ × 1000 кг/м³ × 9.8 Н/кг = 35280 Н
Имеем:
35280 Н > 25170.5  Н, тоесть Fa  > P(плот) + P(авто)

 

ответ: Можно