• изначально шарик на высоте 3R обладал только потенциальной энергией. затем, достигнув верхнего конца мертвой петли, шарик стал обладать кинетической энергией и потенциальной 2R. запишем закон сохранения энергии
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H
Q (количество теплоты) на плавление потребуется 340 КДж, а на испарение воды (Q1) взятой при 0 градусов по Цельсия - 2720 КДж или 2,72 М (мега) Дж. Всего потребуется (Qобщее) 3060 КДж или 3,06 МДж или 3060000 Дж.
Решение: Qобщее = Q + Q1; Q = температура плавления умножить на массу воды (лямда m (масса)); Q1 = Q2 (Нагревание) + Q3 (Испарение); Q2 = с (Удельная теплоёмкость) m (t2 - t1) Q3 = r(у кого-то в учебниках L (Удельная теплота парообразования)) m
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H
Решение:
Qобщее = Q + Q1;
Q = температура плавления умножить на массу воды (лямда m (масса));
Q1 = Q2 (Нагревание) + Q3 (Испарение);
Q2 = с (Удельная теплоёмкость) m (t2 - t1)
Q3 = r(у кого-то в учебниках L (Удельная теплота парообразования)) m
Q =340000 Дж х 1 кг = 340000 Дж = 340 КДж
Q2 = 4200 х 1 кг (100 - 0) = 420000 Дж = 420 Кдж
Q3 = 2300000 Дж/кг х 1 кг = 2300000 Дж = 2300 КДж
Q1 = 420 КДж + 2300 КДж = 2720 КДж
Qобщее = 340 КДж + 2720 КДж = 3060 КДж = 3,06 МДж
ответ: Q = 3,06 МДж.