Для начала количество теплоты необходимое для нагревания воды- Qн=Cводы*Mводы*(100-10) ; тепло, которое нам нужно получить от нагревателя (при потерях в 40%) Qп=Qн/0.6, значит мощность нагревателя должна быть P=Qп/t(сек), Нагреватель-это сопротивление. Значит, мощность выделяемая нагревателем равна P=U²/R где U-напряжение и R-сопротивление. Отсюда выражаем R=P/U² , (где p-удельное сопротивление никелина по таблице, n-количество витков, D-диаметр проволоки, а S- её площадь сечения). Отсюда выразите n. Сам бы посчитал, да нет таблиц теплоемкости воды (по моему в районе Cводы=4200), и сопротивление никелина.
На стержень действует сила тяжести, сила реакции опоры и сила натяжения нити. Так как стержень находится в равновесии,то сумма моментов всех сил относительно оси, проходящей через т. О, равна нулю. Пусть l1 и l2 -длины частей стержня,на которые его делит опора. Условие равновесия mg*(l2-(l1+l2\2))-l1T=0 mgl2-mgl1-2Tl1=0 разделим данное уравнение на l1 mg*l2\l1-mg-2T=0 l2\l1=1+2T\mg Модуль силы натяжения Т равен модулю силы Т1,с которой нить действует на шарик. На шарик действуют так же сила архимеда и сила тяжести. Так как шарик находится в равновесии,тогда Fa+T1+m1g=0 так как проекция сил на ось ОУ равна нулю,тогда Fa+T1-m1g=0 T1=T Fa+T-m1g=0 m1-масса шарика. тогда m1=V*p1 V-Объем шарика. так как в воде расположена половина шарика,то модуль сила архимеда равен Fa=p2g*V\2 Так как Fa+T=m1g=0 Fa=p2g*V\2 T=Vg*(2p1-p2)\2 Объем шарика равен V=4\3*pi*R^3 тогда T=2*pi*R^3*(2p1-p2)\3 То есть искомое соотношение длин получим l2\l1=1+2T\mg l2\l1=1+4*pi*R^3*(2p1-p2)\3m l2\l1=1+4*3,14*0,005^3*(2*2700-1000)\3*0,004 = 1+0,005^3*55264\0,012=1,58 ответ (l2\l1=1,58)
Условие равновесия
mg*(l2-(l1+l2\2))-l1T=0
mgl2-mgl1-2Tl1=0
разделим данное уравнение на l1
mg*l2\l1-mg-2T=0
l2\l1=1+2T\mg
Модуль силы натяжения Т равен модулю силы Т1,с которой нить действует на шарик. На шарик действуют так же сила архимеда и сила тяжести.
Так как шарик находится в равновесии,тогда
Fa+T1+m1g=0
так как проекция сил на ось ОУ равна нулю,тогда
Fa+T1-m1g=0
T1=T
Fa+T-m1g=0
m1-масса шарика.
тогда
m1=V*p1
V-Объем шарика.
так как в воде расположена половина шарика,то модуль сила архимеда равен
Fa=p2g*V\2
Так как
Fa+T=m1g=0
Fa=p2g*V\2
T=Vg*(2p1-p2)\2
Объем шарика равен
V=4\3*pi*R^3
тогда
T=2*pi*R^3*(2p1-p2)\3
То есть искомое соотношение длин получим
l2\l1=1+2T\mg
l2\l1=1+4*pi*R^3*(2p1-p2)\3m
l2\l1=1+4*3,14*0,005^3*(2*2700-1000)\3*0,004 = 1+0,005^3*55264\0,012=1,58
ответ (l2\l1=1,58)