Объяснение:
1)
Кинетическая энергия метеорита:
Ek = m·V₀²/2
2)
Количество теплоты, необходимое на нагревание метеорита до температуры плавления:
Q₁ = c·m·(t₂-t₁)
3)
Количество теплоты, необходимое на плавление метеорита:
Q₂ = λ·m
4)
По закону сохранения энергии:
Ek = Q₁+Q₂
m·V₀²/2 = c·m·(t₂-t₁) + λ·m
V₀² = 2·(c·(t₂-t₁) + λ)
V₀ = √ (2·(c·(t₂-t₁) + λ))
Дано:
c = 460 Дж / (кг·°С)
t₂ = 1535°C
t₁ = -125⁰C
λ = 2,7·10⁵ Дж/кг
V₀ - ?
V₀ = √ (2·(c·(t₂-t₁)) + 2·λ) = √ (2·(460·(1535 + 125)) + 2·2,7·10⁵ ) ≈
≈ 1 440 м/с или V₀ = 1,44 км/с
.
Запишем уравнения движения тела по оси y:
y=v0sinα⋅t—gt22
Заменяя в уравнении y на данное h, получим квадратное уравнения, которое необходимо решить для нахождения времени полета. Неудивительно, что уравнение имеет 2 корня, поскольку на данной высоте тело за все время полета будет находиться 2 раза, что видно из рисунка.
h=v0sinα⋅t—gt22
gt2—2v0sinα⋅t+2h=0
Найдем дискриминант:
D=4v20sin2α—8gh
Проверять положительность дискриминанта не будем, поскольку решение задачи быть должно, значит он априори неотрицателен.
Тогда корни квадратного уравнения равны:
t=2v0sinα±4v20sin2α—8gh−−−−−−−−−−−−√2g
Мы получили ответ в общем виде. Теперь подставим все известные величины в СИ:
t=2⋅10⋅sin30∘±4⋅102⋅sin230∘—8⋅10⋅1,05−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√2⋅10
Получаем два корня:
[t=0,7сt=0,3с
давление оказывает девочка на снег биологическое