Самолет массой 1 т. длина дороги до полета 300 м . скорость полета-30м/с. коэффициент сопротивление k-0.03.найдите среднее полезное n .ответ-27квт

Итак, предположим что самолёт разгоняется с места по полосе до скорости 30 м/с с ускорением a за время t:
30 = a*t
Он должен сделать это так, чтобы уложиться в полосу:
300 = a*t^2/2
Подставляем первое уравнение во второе:
300 = 30*t/2
t = 600 / 30 = 20 с
Это время разгона, подставляем в первое и находим ускорение:
a = 30 / 20 = 1,5 м/с^2

Теперь переходим к динамике. Чтобы самолёт разгонялся с такой скоростью, к нему должна быть приложена равнодействующая сила:
F = m*a = 1000 * 1,5 = 1500 Н
Чтобы найти работу этой силы, нужно её умножить на произведённое ей перемещение:
A = F*S = 1500 * 300 = 450 000 Дж
Мне казалось, что это и есть полезная работа. Чисто ради интереса я нашёл мощность - то есть поделил силу на время: 
P = A/t = 450 000 / 20 = 22 500 Вт = 22,5 кВт - я бы сказал, что ответ такой, но не сходится, да и сопротивление не приплели. Пробуем дальше.

Пока самолёт разгонялся, на него действовала сила трения, выражаемая через силу тяжести:
Fтр = k*m*g = 0,03 * 1000 * 10 = 300 Н
Найдём и её работу:
Aтр = 300 * 300 = 90 000 Дж
То есть чтобы разогнать самолёт до нужных параметров, надо было помимо работы в 450 000 Дж приложить ещё 90000 Дж чтобы скомпенсировать трение. Итого общая затраченная работа составила:
450000 + 90000 = 540 000 Дж
И вот её мощность, которую я бы счёл затраченной, а не полезной, будет: 540000 / 20 = 27 000 Вт

не внутри).

Это мы будем делать посредством закона Менделеева-Клапейрона. Имеем в общем виде:

P V = m R T / M. Выводим массу воздуха внутри шара:

m(г) = P V M / R T0.

То же уравнение М.-К. делим на V. Имеем в общем виде:

P = p R T / M. Выводим плотность воздуха снаружи:

p = P M / R T.

А теперь время заняться матаном, хы.

V = (m(об) + (P V M / R T0)) / (P M / R T),

V = (m(об) R T0 + P V M) R T / R T0 P M,

V = (T m(об) R T0 + T P V M) / T0 P M,

T m(об) R T0 + T P V M = V T0 P M,

T m(об) R T0 = V P M (T0 - T),

V = T m(об) R T0 / M P (T0 - T). Отмучались. Считаем:

V = 293 * 120 * 8,31 * 600 / 29*10^-3 * 10^5 * 307,

V = 175 307 760 / 890 300 = 196,908 м^3.

Дано: m = 0,3 кг   T0 = 320 K   3P0 (до) = P0 (после)   A - ?  ΔU - ?

Решение:

1) Целесообразно разделить задачу на два отрезка: изохорный процесс и изобарный.

Ясно, что при изохорном процессе работа не совершается и нам нужно рассматривать только изобарный процесс.

Получаем: A = P ΔV.

Преобразуем по Менделееву-Клапейрону: A = m R (T - T0) / M.

По условию, конечная температура равна начальной, т.е. T = 320 K. Начальная температура T0 - это конечная температура при изохорном процессе.

Так как процесс изохорный, то по закону Шарля получаем: 

3 P0 / T0 = P0 / T <=> 3T = T0 => T = T0 / 3 = 320 / 3 = 106,6 K

Теперь можем посчитать работу газа.

A = 3*10^-1 * 8,31 * 213,4 / 32*10^-3 = 16 625, 193 Дж

2) ΔU = 0, так как изменения температуры не происходит.