Решение задачи на применение знаний законов постоянного тока: Для изготовления кипятильника использовали проволоку длиной
l = 1 м и поперечным сечением
S = 0,05 мм с удельным сопротивлением
ρ= 1,2·10 в –6 степени Ом⋅м. Кипятильник включили в сеть с напряжением U= 220 В. Через какое время τ он вскипятит 1 литр воды с начальной температурой 20 °С в отсутствие потерь теплоты? (Плотность воды d= 1000 кг/м3; удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг⋅°С)).
Объяснение:
Дано:
m1 = l,5 кг
m2 = 3 кг
a -?
Второй закон Ньютона для первого груза
где равнодействующая сила
Проекции на оси
Y:
Сила натяжения нити
Второй закон Ньютона для второго груза
где равнодействующая сила
Проекции на оси
Y:
Тогда, подставив выражение для силы натяжения нити, получим
Ускорение тела
На блок действуют силы натяжения нити и сила, уравновещивающая силу натяжения пружины весов.
Т.к. блок находится в равновесии
Проекции на ось Y
Y:
Учитывая, что
находим показания весов
PS Обычно весы показывают вес не в ньютонах, а в килограммах. Тогда
L = a*t2/2, откуда можно вычислить ускорение как а = 2L/t2 = 2*0,3/(0,49)^2 = 2,5 м/с2.
Раз такое дело, то сила трения и сила тяжести не уравновешиваются. Получается такая формула:
ma = Fтяж - Fтр
Сила тяжести равна mg*sin(угла) = 0,05*10*0,5 = 0,25 Н
Отсюда сила трения Fтр = Fтяж - ma = 0,25 - 0,05*2,5 = 0,125Н.
Теперь работа силы трения: А = Fтр * L = 0,125 * 0,3 = 0,0375 Дж.
Так, наверное, задумано. Ну мне так кажется. Вычисления проверяйте за мной, часто лажаю.