9
Объяснение:
F1*L1+F2*L2=F3*L3+F4*L4 (условие равновесия);
F=m*g;
F4*L4=F1*L1+F*L2-F3*L3;
F4=(F1*L1+F2*L2-F3*L3)/L4;
Выражаем F через массу и ускорение свободного падения.
m4*g=g*(m1*L1+m2*L2-m3*L3)/L4 (ускорение свободного падения вынесли за скобку как общий множитель после знака равно)
m4=g*(m1*L1+m2*L2-m3*L3) / (L4*g) (ускорение свободного падения сокращается)
m4=(m1*L1+m2*L2-m3*L3) / L4
Чтоб понять чему равны расстояние, один отрезок рычага примем за L и считаем на каком расстоянии находится каждый груз (смотрим по центру массы)
m4=(m1*3*L+m2*1*L-m3*5*L) / (7*L) (в числителе можно вынести общий множитель L)
m4=L*(m1*3+m2*1-m3*5) / (7*L) (сокращаем L)
m4=(m1*3+m2*1-m3*5) / 7
m4=9 кг
m1 = 500 г = 0.5 кг
m2 (воды) = pV = 0,004 * 1000 = 4 кг
t1 = 30 C
t2 = 0 C
L = 330000 Дж/кг
c = 4200 Дж/кг * К
t3 - ?
Q = Lm
Q = cm(t2-t1)
Q = 33 * 10^4 * 0.5 = 165 000 Дж = 165 кДж.
Для того, чтобы определить изменение температуры, необходимо знать, сколько теплоты отдает вода при охлаждении на 1 С:
Q = cmdT
Q = 4200 * 4 * 1 = 16800 Дж.
Теперь найдем изменение температуры при таянии льда:
165 000/16800 = 9.8 С
Найдем изменение температуры:
30 - 9.8 = 20.2 С
Теперь мы имеем воду при температуре 20.2 С массой 4 кг и воду при температуре 0 С массой 0.5 кг. Ну и теперь, зная отношение масс ( 8:1) можем найти температуру смеси:
T = 20.2 * 8/9 = 18 C.