Схема к решению задачиПри отсутствии неконсервативных сил, действующих на камень, например, силы сопротивления воздуха, полная механическая энергия камня сохраняется согласно закону сохранения энергии.
E=const
Возьмем нуль отсчета потенциальной энергии на уровне точки броска камня. Тогда понятно, что в точке 1 (смотрите схему) у камня имеется только кинетическая энергия Eк1, а в точке 2 – и кинетическая Eк2, и потенциальная Eп2.
Eк1=Eк2+Eп2
Потенциальная и кинетическая энергии в точке 2 находятся по известным формулам, поэтому:
Eк1=mυ22+mgh
Выразим из этого уравнения неизвестную высоту h:
h=2Eк1–mυ22mg
Так как все исходные данные задачи даны в системе СИ, то можно сразу посчитать ответ:
Дано:
m=2 кг, Eк1=400 Дж, υ=10 м/с, h−?
Решение задачи:
Схема к решению задачиПри отсутствии неконсервативных сил, действующих на камень, например, силы сопротивления воздуха, полная механическая энергия камня сохраняется согласно закону сохранения энергии.
E=const
Возьмем нуль отсчета потенциальной энергии на уровне точки броска камня. Тогда понятно, что в точке 1 (смотрите схему) у камня имеется только кинетическая энергия Eк1, а в точке 2 – и кинетическая Eк2, и потенциальная Eп2.
Eк1=Eк2+Eп2
Потенциальная и кинетическая энергии в точке 2 находятся по известным формулам, поэтому:
Eк1=mυ22+mgh
Выразим из этого уравнения неизвестную высоту h:
h=2Eк1–mυ22mg
Так как все исходные данные задачи даны в системе СИ, то можно сразу посчитать ответ:
h=2⋅400–2⋅1022⋅2⋅10=15м
ответ: 15 м.
Источник: https://easyfizika.ru/zadachi/dinamika/kamen-massoj-2-kg-broshen-vertikalno-vverh-ego-nachalnaya-kineticheskaya-energiya
Объяснение:
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