Так как о приложенных к рычагу силах, помимо веса плеч самого рычага, в условии ничего не говорится, то примем их равными нулю.
Тогда условие равновесия рычага без грузов:
F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого плеча рычага
F₂ = P₂ = m₂g
Учитывая, что рычаг однороден по всей своей длине, масса левого плеча равна массе правого в том случае, если точка опоры рычага совпадает с его центром масс, и плечи рычага равны по длине.
Тогда: m₁ = m₂; F₁ = F₂ и L₁ = L₂ = L/2 = 20 (см)
Вся длина рычага в таком случае:
L = 2L₁ = 2·20 = 40 (см)
В том случае, если грузы на плечах рычага все-таки присутствуют, а сам рычаг ничего не весит.
Тогда: F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого груза
F₂ = P₂ = m₂g - вес правого груза
L₁ = 20 см - меньшее плечо рычага
L₂ - большее плечо рычага.
Очевидно, что:
L₂ = F₁L₁/F₂ = 20F₁/F₂
Тогда длина всего рычага:
L = L₁+L₂ = 20 + 20F₁/F₂ (см)
Так как о приложенных к рычагу силах, помимо веса плеч самого рычага, в условии ничего не говорится, то примем их равными нулю.
Тогда условие равновесия рычага без грузов:
F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого плеча рычага
F₂ = P₂ = m₂g
Учитывая, что рычаг однороден по всей своей длине, масса левого плеча равна массе правого в том случае, если точка опоры рычага совпадает с его центром масс, и плечи рычага равны по длине.
Тогда: m₁ = m₂; F₁ = F₂ и L₁ = L₂ = L/2 = 20 (см)
Вся длина рычага в таком случае:
L = 2L₁ = 2·20 = 40 (см)
В том случае, если грузы на плечах рычага все-таки присутствуют, а сам рычаг ничего не весит.
Тогда: F₁L₁ = F₂L₂ , где F₁ = P₁ = m₁g - вес левого груза
F₂ = P₂ = m₂g - вес правого груза
L₁ = 20 см - меньшее плечо рычага
L₂ - большее плечо рычага.
Очевидно, что:
L₂ = F₁L₁/F₂ = 20F₁/F₂
Тогда длина всего рычага:
L = L₁+L₂ = 20 + 20F₁/F₂ (см)
m₁=5кг
t₁=-10°C
t₂=900°C
c₁=2100 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость льда
c₂=500 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость стали
λ=334 кДж/кг =334000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
Найти m₂
В задаче предполагается, что весь лёд растаял и превратился в воду, температура которой 0°С. Температура детали тоже стала 0°С.
1. Лёд нагрелся с -10°С до 0С° (Δt₁=10°C). На это ушло энергии Q₁=m₁Δt₁c₁
2. Затем лёд расплавился. На это ушло Q=λm₁
3. Эта энергия взялась от охлаждения железной детали с 900°С до 0°С (Δt₂=900°C). Q₂=m₂Δt₂c₂
Получаем Q₁+Q=Q₂
m₁Δt₁c₁+λm₁=m₂Δt₂c₂
m₂=m₁(Δt₁c₁+λ)/(Δt₂c₂)=5кг*(10°С*2100 Дж/(кг*°С) +334000 Дж/кг )/(900°С*500 Дж/(кг*°С))=5кг*(21000Дж/кг+334000Дж/кг)/(450000Дж/кг)=5кг*355/450=3,9кг
Если же вода, от растаявшего льда нагрелась до температуры большей 0°С, или деталь не успела охладиться до 0°С, то масса детали больше 3,9 кг.