Так как о приложенных к рычагу силах, помимо веса плеч самого рычага, в условии ничего не говорится, то примем их равными нулю.
Тогда условие равновесия рычага без грузов:
F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого плеча рычага
F₂ = P₂ = m₂g
Учитывая, что рычаг однороден по всей своей длине, масса левого плеча равна массе правого в том случае, если точка опоры рычага совпадает с его центром масс, и плечи рычага равны по длине.
Тогда: m₁ = m₂; F₁ = F₂ и L₁ = L₂ = L/2 = 20 (см)
Вся длина рычага в таком случае:
L = 2L₁ = 2·20 = 40 (см)
В том случае, если грузы на плечах рычага все-таки присутствуют, а сам рычаг ничего не весит.
Тогда: F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого груза
F₂ = P₂ = m₂g - вес правого груза
L₁ = 20 см - меньшее плечо рычага
L₂ - большее плечо рычага.
Очевидно, что:
L₂ = F₁L₁/F₂ = 20F₁/F₂
Тогда длина всего рычага:
L = L₁+L₂ = 20 + 20F₁/F₂ (см)
Приведем дано в систему СИ:
mс=10г=0,01 кг.
q=27 Мдж/кг = 27*10^6 Дж.
1. Количество теплоты, выделившейся при сгорании спирта:
Q=q*mс, где q - удельная теплота сгорания, m - масса топлива.
2. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.
Q=c*mв*(t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.
Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/кг*К, по справочнику.
3. Так как вся теплота пошла на нагрев воды:
q*mс=c*mв*(t2-t1)
Выразим из этого выражения (t2-t1):
(t2-t1)=q*mс/(c*mв)
подставим числовые значения:
(t2-t1)=q*mс/(c*mв)=27*10^6*0,01/(4200*3)=21,4 °C
ответ: вода нагреется на 21,4°C.