Дано:
1 - тело запущено снизу вверх
2 - тело запущено сверху вниз
V1 = V2 = V
h = 30 м
Найти:
V
высота = h
известно, что к моменту встречи одно из тел пролетело треть высоты
вывод
тело 1 пролетело 1/3 h
1/3 h = V t - g t^2/2 [1]
тело 2 пролетело h - 1/3 = 2/3 h
2/3 h = V t + g t^2/2 [2]
*
сложим уравнения [1] и [2]
1/3 h + 2/3 h = V t - g t^2/2 + V t + g t^2/2
h = 2 V t
t = h /(2V)
подставим в уравнение [1] : 1/3 h = V t - g t^2/2
1/3 h = V * h /(2V) - g (h /(2V))^2 / 2
1/3 h = h /2 - g h^2 / (8V^2)
1/3 = 1 /2 - g h / (8V^2)
3/4 g h = V^2
V = √ [3/4 g h] = √ [3/4 *10 * 30] = 15 м/с
V = 15 м/с
Лед нужно нагреть до 0 градусов
на это уйдет тепла
q1 = 20 * 20 * 2100 = 840 000 дж
далее растапливаем лед , на это уйдет теплоты
q2 = 340 000 * 20 = 6 800 000 дж
а теперь посмотрим сколько нужно забрать тепла у 40 кг воды, чтобы остудить ее от 70 градусов до 0 градусов
q3 =40 * 70 * 4200 = 11 760 000 дж
q1+q2 меньше чем q3
значит, растопившийся лед нагреется
уравнение теплового баланса
q1+q2 +4200 * 20 * (t-0) = 4200 * (70-t) * 40
840 000 + 6 800 000 + 84 000 * t = 11 760 000 - 168 000 * t
4 120 000 = 252 000 * t
t= 16.3 градуса
Объяснение: