При остывании вода (вообще любое вещество) отдаёт энергию. При превращении жидкости в твёрдое состояние вода (как и всё остальное) тоже отдаёт энергию. То есть чтобы какая-то масса воды превратилась в лёд, она должна отдать энергию (сначала остывая до температуры замерзания, а потом превращаясь в лёд). А чтобы она отдавала энергию, что-то должно её принимать. Этим занимается холодильник. Количество энергии, которое холодильник может забирать за одну секунду это называется мощностью. Значит чтобы понять, сколько энергии сможет забрать холодильник за 60 минут, надо сначала узнать его мощность. Её можно определить по количеству энергии, которое он забрал у 1,5 литров воды за 20 минут работы. Вода потеряла энергию Q=C*m*dT, где C - удельная теплоёмкость воды, m - масса воды, dT - разница температур (начальная минус конечная) Мощность равна P=Q/t, где t - время охлаждения 20 мин (в секундах!) Значит за оставшиеся 60 минут (в секундах) холодильник заберёт энергию E=P*60*60=3600*P. На остывание до нуля из этого количества потратится энергия Q2=C*m*(4-0)=4C*m, остальное пойдёт на образование льда. Q3=E-Q2=A*M, где A - энергия кристализации (теплота плавления) льда - смотри в справочнике, M - масса льда. Отсюда находим массу льда: M=(E-Q2)/A; M=(3600*P-4C*m)/A; M=(3600*C*m*dT/t - 4C*m)/A; M=C*m*(3600*dT/t - 4)/A; M=C*m*(3600*(16-4)/1200 - 4)/A; M=32*C*m*/A
Для решения этой задачи нам понадобятся знания о движении по наклонной плоскости и использование формулы для построения графика положения тела от времени.
1. Первым шагом определим составляющую силы тяжести, действующую вдоль наклонной плоскости. Мы можем разложить эту силу на две компоненты: параллельную плоскости (Fпар) и перпендикулярную плоскости (Fперп). По формуле разложения вектора (Fпар = m * g * sin(α), где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, α - угол наклона плоскости) находим значение Fпар:
Fпар = m * g * sin(30º) = m * g * 0.5.
2. Вторым шагом определим ускорение тела по формуле второго закона Ньютона:
a = Fпар / m = g * sin(30º) = g * 0.5.
3. Третий шаг - находим время, за которое тело пройдет путь 9,6 метра, используя формулу:
s = v₀ * t + (1/2) * a * t²,
где v₀ - начальная скорость, t - время, a - ускорение, s - путь.
Подставляем известные значения:
9.6 = 2 * t + (1/2) * (g * 0.5) * t².
4. Далее решаем полученное квадратное уравнение относительно времени t:
- (1/2) * (g * 0.5) * t² + 2t - 9.6 = 0.
Для решения этого уравнения используем квадратное уравнение вида ax² + bx + c = 0, где:
a = - (1/2) * (g * 0.5),
b = 2,
c = -9.6.
Достаточно вспомнить формулу, описывающее сопротивление R.
Примем![R=const](/tpl/images/0110/5502/ecfe6.png)
Тогда, уменьшая удельное сопротивление
, мы увеличиваем длину проволоки реостата
.
ответ говорит сам за себя: из-за большей длины и, следственно, меньшей экономичности.