Выберем за тело второй поезд, за неподвижную систему отсчета землю, за подвижную систему отсчета первый поезд. В задаче требуется найти относительную скорость движения поездов, т.е. скорость тела относительно подвижной системы координат. В обоих случаях направления движения один поезд проходит относительно другого путь, равный сумме длин обоих поездов, т.е. s = L1 + L2.
а) Когда поезда движутся в одном направлении, v1 = v2 + v1,2, откуда v1,2 = v1 - v2, v1,2 = 102 - 48 = 54 км/ч = 15 м/с. Тогда время прохождения одного поезда мимо другого равно
б) Когда поезда движутся навстречу друг другу, v1 = v1,2 - v2, откуда v1,2 = v1 + v2; v1,2 = 102 + 48 = 150 км/ч = 123/3 м/с. Тогда время прохождения одного поезда мимо другого
Объяснение:
Выберем за тело второй поезд, за неподвижную систему отсчета землю, за подвижную систему отсчета первый поезд. В задаче требуется найти относительную скорость движения поездов, т.е. скорость тела относительно подвижной системы координат. В обоих случаях направления движения один поезд проходит относительно другого путь, равный сумме длин обоих поездов, т.е. s = L1 + L2.
а) Когда поезда движутся в одном направлении, v1 = v2 + v1,2, откуда v1,2 = v1 - v2, v1,2 = 102 - 48 = 54 км/ч = 15 м/с. Тогда время прохождения одного поезда мимо другого равно
б) Когда поезда движутся навстречу друг другу, v1 = v1,2 - v2, откуда v1,2 = v1 + v2; v1,2 = 102 + 48 = 150 км/ч = 123/3 м/с. Тогда время прохождения одного поезда мимо другого
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