Тела разной плотности всплывают по-разному, пенопласт очень быстро, а железо вообще не всплывает. Кроме того скорость всплытия постоянно меняется сначала идет нарастание с ускорением a = (Fт - Fa)/m, где Fт =mg - сила тяжести, Fa - архимедова сила зависит от плостности тела, воды и объема. Точную формулу не помню. А потом ускорение падает (включается сила трения о воду, которая тоже зависит от объема и плотности воды) , и вконце концов сила трения Fтр = Fa - Fт, ускорение a = 0 и тело продолжает всплытие (или тонет) с постоянной скоростью.
Удельная теплота сгорания угля с=22 Дж/кг. Таки образом, количество теплоты выделяемой при сгорании mу=2 тонн=2000 кг угля: Qу=с*mу. С учетом указаного КПД, количество теплоты, которое идет на расплав меди: Qм=КПД*Qу=КПД*с*mу. Это количество теплоты идет на нагрев меди до температуры плавления и затем на ее плавление. Qм=Qн+Qп. Удельная теплоемкость меди: см=390 Дж/кг*град. Температура плавления меди: 1085 С. Количество теплоты, необходимое на нагрев до темп.плавления: Qм=см*m*(Tпл-T). Кол-во теплоты на расплавление: Qп=λ*m. ОБщее кол-во теплоты на нагрев и расплав: Qm=cм*m*(Tпл-T)+λ*m=m*(cм*(Тпл-Т)+λ)=КПД*с*mу. Отсюда выразим массу меди m: m=(КПД*с*my)/(cм*(Тпл-Т)+λ). КПД подставляем в виде коєффициента (50% = 0,5). m=(0,5*22*2000)/(390*(1085-250)+213000)=22000/(390*835+213000)=22000/(325650+213000)=22000/538650=0,04 кг=40грамм.
Сразу воспользуемся формулами:
Vx = V₀*cos α = 5*cos 30° = 5*√(3)/2 ≈ 4,33 км/ч
Vy = V₀*sin α = 5*(1/2) = 2,5 км/ч
(На всякий случай сделаем проверку):
Vo = √ (4,33²+2,5²) ≈ 5 км/ч