Какую массу воды можно нагреть от 15*с до 100*с(до кипения), если ей сообщить 178, 5 кдж энергии? ( m=q/c·(t2-t1) )

Для того, чтобы нагреть воду массой m от температуры t1 до температуры t2, необходимо подвести количество теплоты Q=c*m*(t2-t1), где с=4200 Дж/(кг*К) - удельная теплоёмкость воды, то есть количество энергии, которое необходимо для нагрева 1 килограмма воды на 1 градус Кельвина (или Цельсия). В данном случае Q=4200*m*(100-15)=357000*m, откуда m=Q/357000=178500/357000=0,5 кг. ответ: 0,5 кг

1. Дано:             СИ                            Решение

m = 4т         | 4000кг |             N = A/t

h = 10м                                     A = mgh

t = 9.8с                                    N = mgh/t

                                  N = 4000кг * 9.8м/с^2 * 10м / 9.8с =

N - ?                                        40000Вт

2. Дано:                    СИ                                Решение

m = 4т                     | 4000кг |            Eк = mv^2/2

Eк = 32000Дж                                   v = Eк/m*2

                                  v = 32000Дж / 4000кг * 2 = 4м/с

v - ?                         

Вычисление силы
Рассмотрим предельный случай, когда сила трения покоя максимальна и равна μN, где N - сила реакции. Возможны две ситуации, когда тянут пружину вверх или вниз.

Тянем пружину вверх:
Запишем второй закон Ньютона в проекциях на оси, параллельную и перпендикулярную наклонной плоскости.

Параллельно плоскости действует компонента силы тяжести mg sin α, сила трения μN и сила со стороны пружины F. Второй закон Ньютона:
F = mg sin α + μN

Перпендикулярно плоскости: компонента силы тяжести mg cos α и сила реакции опоры N
N = mg cos α

Подставляем значение N в первое уравнение:
F = mg sin α + μmg cos α = mg(sin α + μ cos α)

[Проверка на разумность ответа, крайние случаи:
- α = 0. Тогда, очевидно, F = μ mg
- α = π/2. Сила, как и стоило ожидать, равна mg]

Тянем пружину вниз:
Параллельно: F = -mg sin α + μN (теперь сила тяжести двигать, а не мешает)
Перпендикулярно: N = mg cos α

F = mg(μ cos α - sin α)
[Проверка на разумность ответа:
- μ = tg α, тогда F = 0
- α = 0, F = μmg
Заметим, что углы α > arctg μ не удовлетворяют условию: при больших углах брусок сам по себе не покоится, а съезжает вниз]

Вычисление работы по известной силе
Осталось по уже найденной силе F вычислить работу A. Работа полностью перешла в потенwиальную энергию растянутой пружины, равную U = kx^2 / 2, где x - растяжение пружины.
найти закон Гука F = kx, откуда x = F/k.
Подставляя x в формулу, получаем A = U = k/2 * (F/k)^2 = F^2 / 2k

Наконец, надо подставить уже найденные силы в полученную формулу.

ответ. Надо совершить работу, равную

где "+" соответствует тяге "вверх", а "-" - тяге "вниз"