Колесо диаметром 10 см и массой 1 кг вращается с частотой 1200 с^-1. К ободу колеса приложена постоянная сила трения, под действием которой оно останавливается за 12 с. Определите силу трения.
Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
До T₁ движение по этой координате равномерное. При постоянной скорости, численно равной тангенсу угла, показанного на графике. T> t₁ торможение активировано. Скорость уменьшается с постоянным ускорением, потому что график представляет собой параболу. При T₂ скорость равна нулю. При T> t₂ направление скорости меняется на начальное. График скорости представляет собой прямую, параллельную оси времени, равную tgα. При рефракции T> t T график скорости представляет собой прямую линию, которая пересекающую ось абсцисс в точке t2" (где скорость равна 0). В точке Т значение скорости равно начальному значению, полученному обратным знаком.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.
До T₁ движение по этой координате равномерное. При постоянной скорости, численно равной тангенсу угла, показанного на графике. T> t₁ торможение активировано. Скорость уменьшается с постоянным ускорением, потому что график представляет собой параболу. При T₂ скорость равна нулю. При T> t₂ направление скорости меняется на начальное. График скорости представляет собой прямую, параллельную оси времени, равную tgα. При рефракции T> t T график скорости представляет собой прямую линию, которая пересекающую ось абсцисс в точке t2" (где скорость равна 0). В точке Т значение скорости равно начальному значению, полученному обратным знаком.