На качелях качаются брат и маленькая сестра. Если они оба садятся на концы качелей, то им невозможно качаться, так как брат тяжелее. Чтобы брат и сестра смогли качаться, качели должны находиться в равновесии. Поэтому брату надо сесть ближе к оси качелей. Масса брата — 67 кг, а масса сестры — 28 кг. Длина качелей равна 4,8 м.
вообщем так получится:
v1=vo+at=at=2gt=40g (скорость, которую набрала ракета за 20 секунд)
далее тело двигалось вверх равнозамедленно с ускорением g и остановилось в некоторый момент t:
40g-gt=0
40g=gt => t=40 (c)
далее ракета падает вниз равноускоренно:
vк=gt (1)
теперь нужно найти расстояние, которое пролетит ракета вниз, она состоит из суммы двух пройденных ранее расстояний:
s=s1+s2=2g*t*t/2 + 40g*t-gt*t/2 = 4000 + 6000 = 10000
s=g*t*t/2, подставляем, находим t, подставляем время в (1), находим конечную скорость. осталось сложить время!
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