масса воды в стакане m₀, вероятно, при 100° С
При охлаждении со 100° до 80° она отдаёт
E₁ = m₀*20*4200 = 84000*m₀ Дж
Эта энергия расходуется на нагрев ледяного кубика
Масса ледяного кубика m₁, его температура 0° С
Эту массу надо сначала расплавить и потом нагреть от 0 до 80° С
E₁ = m₁*(330000 + 80*4200) = 666000*m₁
84000*m₀ = 666000*m₁
m₁ = 14/111*m₀ кг
Вторым этапом охлаждаем массу воды m₀ + m₁ от 80 до 60° С
E₂ = (m₀ + m₁)*4200*20 = (1 + 14/111)m₀*84000 = 125/111*84000*m₀ Дж
Эта энергия расходуется на плавление ледяного шарика масс m₂ и потом на нагрев его воды от 0 до 60°
E₂ = m₂*(330000 + 60*4200) = 582000*m₂ Дж
125/111*84000*m₀ = 582000*m₂
m₂ = 1750/10767*m₀ кг
Требуется найти отношение массы кубика к массе шарика
k = m₁/m₂ = 14/111*m₀ / (1750/10767*m₀) = 97/125 ≈ 0.776
Fтр+m*g+N=m*a ( векторно)
ОY: N-m*g*cosa=0 N=m*g*cosa
ОX: m*g*sina-k*N=m*a
m*g*sina-k*m*g*cosa=m*a
a=g*(sina-k*cosa)=9,8*(0,5-0,3*0,866)=2,35 м/с2
S=a*t²/2
t=√2*S/a=√2*2/2,35=1,3 с