m = 2 т = 2000 кг.
g = 10 м/с2.
μ = 0,02.
Fт - ?
Согласно 1 закону Ньютона, тело двигается равномерно прямолинейно, если на него не действуют силы или действия сил скомпенсированы.
В векторной форме: Fт + m *g + N + Fтр = 0.
Для проекций на горизонтальную и вертикальную ось закон Ньютона будет иметь вид:
ОХ: Fт - Fтр = 0.
ОУ: - m *g + N = 0.
Fт = Fтр.
N = m *g.
Сила трения Fтр определяется формулой: Fтр = μ *N = μ *m *g.
Fт = μ *m *g.
Fт = 0,02 *2000 кг *10 м/с2 = 400 Н.
ответ: сила тяги двигателя составляет Fт = 400 Н.
○ однако это условие в данной задаче не выполняется, так как кинетическая энергия шарика идет на его нагревание и плавление с КПД 80% по условию. запишем это:
Q = 0.8 ΔEk или, если допустить, что начальная скорость шарика - ноль, то Q = 0.8 Ek
• количество теплоты Q пойдет на нагрев и плавление (отметим, что температура плавления свинца 327.5 °С):
Q = c m (327.5 - 127) + λ m
• кинетическая энергия шарика равна
Ek = (m v²)/2
○ из условия Q = 0.8 Ek получаем, что
v = √(2.5 (λ + 200.5 c)).
• удельная теплота плавления свинца равна λ = 25 кДж/кг
• удельная теплоемкость свинца равна c = 130 Дж/(кг °С)
v = sqrt(2.5*(25*10^(3)+200.5*130)) ≈ 357.3 м/c