Заводная машинка с длиной x = 5 см и скоростью v = 1 м/с катается между стенками с меняющимся расстоянием (см. рис.).
Одна из стенок неподвижна, а вторая движется равномерно со
скоростью u = 10 см/с. Первоначальное расстояние между
стенками L = 2 м.
А) Найти путь пройденный тележкой.
Б) Как измениться ответ, если бы тележка была очень-очень маленькой (x = 0)?
Объяснение:
Дано:
m₁ = 150 г = 0,150 кг
c₁ = 400 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость меди
m₂ = 300 г = 0,300 кг
с₂ = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды
t₁ = 10°C
U = 220 В
R = 484 Ом
t = 10 мин = 600 c
t - ?
1)
Вычислим работу электронагревателя.
Сила тока:
I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А
A = I²·R·t = 0,455²·484·600 ≈ 60 100 Дж (1)
2)
Нагреваем стакан:
Q₁ = c₁m₁(t-t₁) = 400·0,150·(t - 10) = 60·(t-10) = 60·t - 600 (Дж)
3)
Нагреваем воду:
Q₂ = c₂m₂(t-t₁) = 4200·0,300·(t - 10) = 1260·(t-10) = 1260·t - 12600 (Дж)
4)
Суммарное количество теплоты:
Q = Q₁ + Q₂ = 60·t - 600 + 1260·t - 12600 = 1320·t - 13 200 (Дж) (2)
5)
Приравняем (2) и (1):
1320·t - 13 200 = 60 100
1320·t = 73 300
t = 73300 /1320 ≈ 56°C
Объяснение:
1 тело:
X₀₁ = - 80 м
X₁ = 120 м
t₁ = 20 с
Скорость движения первого тела:
V₁ = (X₁ - X₀₁) / t₁ = (120 - (-80))/20 = (120+80) / 20 = 10 м/с
Уравнение движения:
X₁ = X₀₁ + V₁·t
или
X₁ = - 80 + 10·t (1)
2 тело:
X₀₂ = 100 м
X₂ = - 80 м
t₁ = 30 с
Скорость движения второго тела:
V₂ = (X₂ - X₀₂) / t₂ = (-80 - 100) / = - 180 / 30 = - 6 м/с
Уравнение движения:
X₂ = X₀₂ + V₂·t
или
X₂ = 100 - 6·t (2)
Поскольку тела встретились, то приравняем (1) и (2):
- 80 + 10·t = 100 - 6·t
16·t = 180
t = 180/16 ≈ 11 с
X = -80 + 10·11 ≈ 30 м
Покажем это на графике: