Решение. Чтобы найти силу тяжести плиты, находим сначала ее массу:
m = pV.Объем плиты дан в условии задачи, а плотность мрамора находим из таблицы:
r = 2700 кг/м3;m = 27 000 кг/м3 х 4 м3 = 10 800 кг.Зная, что тело массой 1 кг весит 9,8 н, находим силу тяжести плиты:
Р = 10 800 кг х 9,8 н/кг ~ 108 000 н.Архимедова сила, выталкивающая плитуу из воды, равна весу воды в объеме глыбы.
Плотность воды rв=1000 кг/м3; объем V=4 м3; масса воды mв = 1000 кг/м3 х 4 м3 = 4000 кг;
сила, выталкивающая плиту из воды:
Сила, с которой плита действует на цепь, равна разности сил Р и F: P - F = R.
R = 108 000 н - 40 000 н = 68 000 н.Цепь может выдержать нагрузку 70 кн.
Q = 70 кн = 70 000 н.Так как сила R = 68 000 н, действующая на цепь, меньше предельной нагрузки Q = 70000 н, которую цепь может выдержать: Q>R, поэтому цепь будет удерживать плиту в воде.
Количество теплоты,выделяемое электр плиткой:Q=U^2*t/R (1); Количество теплоты,необходимое для нагревания воды:
Q=c*m*(t2-t1);m=V*p(po)=4200*3*10^-3*1000*(100-10)=1134000 Дж;
Поскольку КПД плитки-60%,то формула (1) примет вид:Q=0.6*U^2*t/R;
Выразим отсюда время: t=Q*R/0.6*U^2=1134000*80/0.6*220^2=3123c=52мин