A= fs n = a/t = fv => сила трения, действующая на весь поезд (именно ее преодолевает тепловоз при движению по ровной поверхности с постоянной скоростью): fтр.об = n/v сила трения, действующая на один вагон меньше в m/m раз: fтр.1 = fтр.об m/m = nm/(vm) вагон в момент отрыва обладает кинетической энергией mv2 /2. в процессе остановки эта энергия под действием силы трения перейдет в тепло. по закону сохранения энергии можно записать: mv2/2 = fтр.1 s отсюда s = mv2/(2fтр.1) = mv3 /(2n) s = 6*105*(11,1)3/(2*106 ) = 410 м.
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