Для того, чтобы расплавить m свинца при начальной температуре T₁ сперва нужно поднять температуру до температуры плавления T₂; на это потребуется количество теплоты Q₁ равное Q₁ = Cm(T₂ - T₁) где С - удельная теплоёмкость свинца (берется из таблиц) 140 Дж на кг на град T₁ - начальная температура 27 град С T₂ - температура плавления свинца 327 град С Для полного расплавления алюминия массы m требуется ещё передать ему количество теплоты, равное Q₂ = λm λ - удельная теплота плавления свинца 23000 Дж на кг Всего, стало быть, потребуется Q₁ + Q₂ = Q = m(C(T₂ - T₁) + λ); из условия Q = 9.6·10³ Дж Тогда m = Q/(C(T₂ - T₁) + λ) = 9.6·10³/(140·300 + 23000) = 9.6·10³/6.500·10⁴ = 1.47·10⁻¹ = 0.147 кг < 0.25 кг Значит, передав количество теплоты, равное 9.6·10³ Дж, полностью расплавить 250 г свинца при начальной температуре 27 град С нельзя (около 100 граммов свинца в расплаве останется в твёрдом состоянии).
На тело, лежащее на наклонной плоскости с углом α, влекомое силой тяги F действуют сила трения Fтр и тангенциальная составляющая реакции опоры, направленная вниз по склону и равная mgSinα Коль скоро под действием силы тяги F = 1800 Н тело тащат с постоянной скоростью, имеет место равенство сил: F = Fтр + mgSinα Отсюда можно выразить величину силы трения: Fтр = F - mgSinα Если тело отпустить, оно поползёт вниз под действием двух сил: f = mgSinα - Fтр если mgSinα > Fтр = F - mgSinα или 2mgSinα > F (1)
Подставив в уравнение для f значение Fтр = F - mgSinα получим: f = mgSinα - F + mgSinα = 2mgSinα - F Откуда можно найти ускорение, с которым тело поползёт вниз по склону: a = f/m = 2gSinα - F/m Проверим исполнение неравенства: 2mgSinα > F Заметим, при этом, что по условию задачи плоскость составляет с ВЕРТИКАЛЬЮ угол 85 градусов. Следовательно, угол наклона плоскости α = 90 - Ф = 90 - 85 = 5° Это очень малый угол. С таким углом тангенциальная составляющая реакции опоры крайне невелика. 2mgSinα = 2*200*10*0.0872 = 348 Н < 8000 Н Условие (1) не выполняется, значит, тангенциальная составляющая реакции опоры меньше, чем трение скольжения. Следовательно, тело НЕ будет соскальзывать со склона ни с каким ускорением (и все наши старания по выводу формулы ускорения пропали зря).
Q₁ = Cm(T₂ - T₁) где
С - удельная теплоёмкость свинца (берется из таблиц) 140 Дж на кг на град
T₁ - начальная температура 27 град С
T₂ - температура плавления свинца 327 град С
Для полного расплавления алюминия массы m требуется ещё передать ему количество теплоты, равное
Q₂ = λm
λ - удельная теплота плавления свинца 23000 Дж на кг
Всего, стало быть, потребуется
Q₁ + Q₂ = Q = m(C(T₂ - T₁) + λ); из условия Q = 9.6·10³ Дж
Тогда
m = Q/(C(T₂ - T₁) + λ) = 9.6·10³/(140·300 + 23000) = 9.6·10³/6.500·10⁴ = 1.47·10⁻¹ = 0.147 кг < 0.25 кг
Значит, передав количество теплоты, равное 9.6·10³ Дж, полностью расплавить 250 г свинца при начальной температуре 27 град С нельзя (около 100 граммов свинца в расплаве останется в твёрдом состоянии).
Коль скоро под действием силы тяги F = 1800 Н тело тащат с постоянной скоростью, имеет место равенство сил:
F = Fтр + mgSinα
Отсюда можно выразить величину силы трения:
Fтр = F - mgSinα
Если тело отпустить, оно поползёт вниз под действием двух сил:
f = mgSinα - Fтр
если mgSinα > Fтр = F - mgSinα
или
2mgSinα > F (1)
Подставив в уравнение для f значение Fтр = F - mgSinα получим:
f = mgSinα - F + mgSinα = 2mgSinα - F
Откуда можно найти ускорение, с которым тело поползёт вниз по склону:
a = f/m = 2gSinα - F/m
Проверим исполнение неравенства:
2mgSinα > F
Заметим, при этом, что по условию задачи плоскость составляет с ВЕРТИКАЛЬЮ угол 85 градусов. Следовательно, угол наклона плоскости
α = 90 - Ф = 90 - 85 = 5°
Это очень малый угол.
С таким углом тангенциальная составляющая реакции опоры крайне невелика.
2mgSinα = 2*200*10*0.0872 = 348 Н < 8000 Н
Условие (1) не выполняется, значит, тангенциальная составляющая реакции опоры меньше, чем трение скольжения. Следовательно, тело НЕ будет соскальзывать со склона ни с каким ускорением (и все наши старания по выводу формулы ускорения пропали зря).