ответ: 41 м
Объяснение:
Дано:
h = 5 м
α = 30°
μ = 0,1
s - ?
Согласно ЗСЭ при движении санок по наклонной плоскости
mgh = ( mv² )/2 + Aтр.1
Где Aтр.1 - работа сил трения на наклонной плоскости
v - скорость тела у "подножия" наклонной плоскости
Поэтому
Атр.1 = Fтр.1L
Где L - длина наклонной плоскости
Атр.1 = μN1L
Т.к. N1 = mgcosα ( Докажите самостоятельно )
Тогда
Атр.1 = μmgcosαL
Возвращаюсь к начальному уравнению
Получим что
mgh = ( mv² )/2 + μmgcosαL (1)
Теперь перейдем к движению тела на горизонтальной плоскости
Согласно ЗСЭ
( mv² )/2 = Aтр.
( mv² )/2 = Fтр.s
Где Fтр. - сила трения на горизонтальном участке движения
Соответственно Fтр. = μmg ( Докажите самостоятельно )
Тогда
( mv² )/2 = μmgs
Подставим данное выражение в уравнение (1)
mgh = μmgs + μmgcosαL
Упростим
h = μ( s + cosαL )
sinα = h/L
Отсюда
L = h/sinα
Тогда
h = μ( s + ( hcosα )/sinα )
h = μ( s + hctgα )
s + hctgα = h/μ
s = h/μ - hctgα
s = h( 1/μ - ctgα )
s = 5( 1/0,1 - 1,73 ) ≈ 41 м
40 м
Объяснение:
Дано:
H = 5 м
α = 30°
μ = 0,1
S₂ - ?
1)
Ускорение при движении на наклонной плоскости:
a = g·(sinα - μ·cosα)
a = 10·(sin 30° - 0,1·cos 30°) ≈ 10·(0,5-0,1·0,866) ≈ 4 м/с²
2)
Скорость в конце наклонной плоскости:
Из формулы:
S₁ = (V² - V₀²) / (2·a)
V² = 2·a·S₁
Здесь S₁=2·H=2·5 = 10 м, так как угол наклона 30⁰. Начальная скорость V₀=0.
Имеем:
V² = 2·4·10 = 80 (м/с)²
3)
Кинетическая энергия санок будет потрачена на работу против сил трения:
m·V²/2 = Fтр·S₂
m·V²/2 = μ·m·g·S₂
V² = 2·μ·g·S₂
S₂ = V²/(2·μ·g) = 80 / (2·0,1·10) = 40 м
Удельная теплота парообразования - 2250 кДж / кг
Чтобы нагреть 80 литров на 29 градусов, нужно 4200*29 =121 800 кДж.
1 килограмм пара отдаст 2 250 кДж при переходе из пара в жидкость и ещё 4200 * ( 100 - 36 ) = 268 800 кДж при остывании со 100 до 36 градусов, итого 271 050 кДж.
потребуется 121 800/ 271 050 = 0,45 кг.
Это при условии, что получившаяся из пара вода находится в теплообменном процессе с изначальными 80 литрами, то есть, конечная температура воды, образовавшейся из пара, равна 36 градусам.
Для реальной задачи, например, 100-градусным паром подогревается вода в котле через теплообменник, в котором пар конденсируется, а затем сливается в ту же канализацию или в систему возврата в паровой котёл, расчёты будут несколько сложнее, потому что в начале подогрева пар остывает до 6 градусов, в конце - до 36, 4200* (100 - 29,5) =333 900 121 800/336150 =0,36 кг
Ну а если сформулировать задачу уж совсем точно, то потребуется ещё и учесть, что удельная теплоёмкость воды - величина непостоянная, достигающая своего минимума при 35 градусах по Цельсию