Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза, т.к. плечо силы в 2 раза больше плеча Fтяж груза. На середину блока действует сила 100*2=200Н. Она складывается из веса груза, веса блока и идет на преодоление силы трения. 200Н=165Н+20Н+Fтр.; Fтр.=200-165-20=15Н. КПД=Аполезная/Азатраченная. Апол. - груз в 165Н подняли на высоту h. Aзатр.=вытянули веревку с силой 100Н на длину 2h. КПД=165*h/100*2h=165/200=82,5/100=82.5%. Простые механизмы дают выигрыш в силе или расстоянии, в работе выигрыша не бывает, а с учетом потерь на трение и вес блока - проигрыш.
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