Направим ось OY вертикально вверх,начало оси выберем на глубине h1 от поверхности земли.На участке СО действует внешняя сила (сопротивление грунта),поэтому:
W=A или W-W0=A (1),где W0=mv2/2+mgh1- полная механическая энергия на поверхности земли; W-полная механическая энергия груза на глубине h1 от поверхности земли.
Т.к в точке О у=0 и v=0,то W=0.Работа внешних сил А= -Fh1.
Подставив в выражение (1) значения W, W0 и А в выржение 1,получим 0-( mv2/2+mgh1)= -Fh1 ,откуда F=m(v2/2h1+g) (2)
Для нахождения скорости v используем закон сохранения механической энергии на участке ВС,где внешние силы не действуют: mv02/2+mg(h+h1)=mv2/2+mgh1,откуда
v2=v02+2gh=202+2*10*250=5400, Подставим значение в формулу (2),получим:
F=2*(5402/2*1.5+10)=3620 H
2)Сначала вычислим кол. теплоты, необходимое, чтобы нагреть лед до температуры плавления:
Q1=c1*m*(t2 - t1). ( c1 -удельная теплоемкость льда=2100Дж/кг*град, m-масса=2кг, t1-начальная температура льда= -5град, t2 -температура плавления льда=0град).
Q1=2100*2*( 0 - (-5))=21000Дж.
Теперь кол. теплоты, затраченное на плавление:
Q2=лямбда*m. ( лямбда - удельная теплота плавления=334000Дж/кг.)
Q2=334000*2=668000Дж.
Теперь количество теплоты, затраченное на нагревание воды от 0 град, до t3=20град).
Q3=c2*m*(t3 - t2). (c2-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град).
Q3=4200*2*(20 - 0)=168000Дж.
Общее затраченное кол. теплоты = сумме:
Q=Q1+Q2+Q3.
Q=21000+668000 + 168000=857000Дж. (857кДж).
P=IuI=u/R=150/75=2АP=2*150=300A=300*30=9000Дж