Предположим, весь лед растает. На это потребуется 680 кДж. Горячая вода может остыть только до 0, отдав при этом 378 кДж. С учетом потерь - 341 кДж Значит весь лед растопить не удастся. Для нагревания на 5 градусов 2 кг льда нужно 2100*2*5=21 кДж (уд. теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*К) ) Вся остальная теплота (341-21=320 кДж) уйдет на плавление части льда. Расплавить мы сумеем 320/340=0.94 кг льда. В результате получим равновесную систему лед+вода при температуре 0 градусов, в которой будет 1,94 кг воды и 1,06 кг льда
vx = v0 * cos(a) = 10 * 0,5 = 5 м/с
далее по закону сохранения импульса
(обозначим массу доски за м, и массу шарика за м)
формула получится такая:
(м+м)* v = м * vx
отсюда выразим получившуюся скорость доски с шариком:
v = vx * м / (м+м) = 5 * 0,2 / (м + 0,2) = 1 / (м+0,2) м/с
поскольку в условии дана получившаяся кинетическая энергия, то образуется такое уравнение:
е = (м+м) * v^2 / 2
получится:
е = 1/2 * (м+0,2) * 1 / (м+0,2)^2 = 1/2 * 1 / (м+0,2) = 0,625
2 * (м+0,2 ) = 1 / 0,625 = 1,6
м + 0,2 = 0,8
м = 0,6 кг
На это потребуется 680 кДж.
Горячая вода может остыть только до 0, отдав при этом 378 кДж. С учетом потерь - 341 кДж
Значит весь лед растопить не удастся.
Для нагревания на 5 градусов 2 кг льда нужно 2100*2*5=21 кДж (уд. теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*К) )
Вся остальная теплота (341-21=320 кДж) уйдет на плавление части льда.
Расплавить мы сумеем 320/340=0.94 кг льда.
В результате получим равновесную систему лед+вода при температуре 0 градусов, в которой будет 1,94 кг воды и 1,06 кг льда