Яка сила тяжіння діятиме на літак масою 80 т під час його польоту на висоті, де прискорення вільного падіння на 4 см/с²? менше, ніж на поверхні Землі? Прискорення вільного падіння на поверхні Землі вважати рівним 9,8 м/с²?
Плот плавает на поверхности воды, тогда запишем условие плавания тела: Fа = Fт, то есть сила Архимеда равна силе тяжести. Распишем каждую из этих сил: ρ*g*Vпч = m*g, где ρ = 1000 кг/м³ – плотность воды (среды, которая выталкивает тело); g ≈ 10 м/с² – ускорение свободного падения; Vпч – объём погруженной части плота (погруженный объём), м³; m – масса плота вместе с грузом, кг. Сократим на g: ρ*Vпч = m
Это уравнение верно как для случая без девочки (случай 1), так и для случая с девочкой (случай 2): ρ*Vпч1 = m1 ρ*Vпч2 = m2
Вычтем из второго уравнения первое: ρ*Vпч2 - ρ*Vпч1 = m2 - m1
В правой части уравнения разность масс плота вместе с грузом. Ясно, что эта разность равна массе девочки (m2 - m1 = mд): ρ*Vпч2 - ρ*Vпч1 = mд
Выразим объём погружения через площадь плота S и глубину погружения h: ρ*S*h2 - ρ*S*h1 = mд ρ*S*(h2 - h1) = mд (h2 - h1) = mд/(ρ*S) Глубина погружения увеличилась на величину Δh = h2 - h1: Δh = mд/(ρ*S)
Площадь плота S = 4 м * 2 м = 8 м². Тогда: Δh = 50 кг / ( 1000 кг/м³ * 8 м²) = 0,00625 м = 6,25 мм.
Плот плавает на поверхности воды, тогда запишем условие плавания тела:
Fа = Fт, то есть сила Архимеда равна силе тяжести.
Распишем каждую из этих сил:
ρ*g*Vпч = m*g, где
ρ = 1000 кг/м³ – плотность воды (среды, которая выталкивает тело);
g ≈ 10 м/с² – ускорение свободного падения;
Vпч – объём погруженной части плота (погруженный объём), м³;
m – масса плота вместе с грузом, кг.
Сократим на g:
ρ*Vпч = m
Это уравнение верно как для случая без девочки (случай 1), так и для случая с девочкой (случай 2):
ρ*Vпч1 = m1
ρ*Vпч2 = m2
Вычтем из второго уравнения первое:
ρ*Vпч2 - ρ*Vпч1 = m2 - m1
В правой части уравнения разность масс плота вместе с грузом. Ясно, что эта разность равна массе девочки (m2 - m1 = mд):
ρ*Vпч2 - ρ*Vпч1 = mд
Выразим объём погружения через площадь плота S и глубину погружения h:
ρ*S*h2 - ρ*S*h1 = mд
ρ*S*(h2 - h1) = mд
(h2 - h1) = mд/(ρ*S)
Глубина погружения увеличилась на величину Δh = h2 - h1:
Δh = mд/(ρ*S)
Площадь плота S = 4 м * 2 м = 8 м². Тогда:
Δh = 50 кг / ( 1000 кг/м³ * 8 м²) = 0,00625 м = 6,25 мм.
для того, чтобы расплавить лед, имеющий температуру -10 градусов, необходимо его нагреть до 0 градусов, а затем расплавить.
при собственно плавлении поглощается количество теплоты q1 = l*m, где l - удельная теплота плавления льда (3.34 * 10^5 дж/кг).
таким образом q1 = 5*3.334*10^5 ; q1=166,7*10^4(дж).
общее количество теплоты на процесс нагревание + плавление будет
q=q1 + q2, где q2=m*c*(t2-t1) - где с - удельная теплоемкость льда (2,06*10^3 дж/(кг·к) ), а t2-t1 - разность температур, равная 10 градусов.
таким образом q2=5*10*2.06*10^3; q2=10.3*10^4(дж).
q=166.7*10^4 + 10.3*10^4; q=177*10^4 (дж).
ответ: на весь процесс нагревания и плавления льда потребуется 177*10^4 (дж), из которых на плавлении при 0 градусах - 166.7*10^4(дж).
надеюсь