1.
Первый этап движения тела - подъём на высоту Н.
Vo вв - начальная скорость при движении вверх
Vк вв = 0 - конечная скорость тела при движении вверх
g - ускорение свободного падения
V(t) = Vo вв - gt - зависимость скорости от времени t
При t = t вв Vк вв = 0, тогда Vo вв = gt вв.
Н = Vo · t вв - gt вв²/2 = gt вв² - gt вв²/2 = gt вв²/2, тогда
t вв = √(2Н/g). - время подъёма на максимальную высоту
Теперь рассмотрим 2-й этап движения - падение с высоты Н
H = Vo вн · t вн + gt вн²/2
Vo вн = 0 - начальная скорость тела при падении, поэтому
H = gt вн²/2 и
t вн = √(2Н/g) - время падения тела с высоты Н
Полное время движения t = t вв + t вн = 2√(2Н/g) вдвое больше времени t вв подъёма, что и требовалось доказать.
2.
Vo вв = gt вв - начальная скорость при движении тела вверх
Vк вн = gt вн - конечная скорость падения тела
Поскольку t вв = t вн, то и Vк вн = Vк вв = 15м/с
m=2кг.
t₁=-10°C
t₂=100°C
c₁=2100 Дж/кг·°C
c₂=4200 Дж/кг·°C
L=2.3·10⁶ Дж/кг·°C
λ=34·10⁴ Дж/кг
Найти Q - ?
Решение:
Тут нужно несколько этапов решения. Сначала узнаем, сколько Q выделится при нагревании от -10 до 0.
1. Q=cm(t₂-t₁)
Q₁=2100 Дж/кг·°C · 2кг(0°С(-10°С))=42000 Дж.
Теперь Q плавления льда.
2. Q=λm
Q₂=34·10⁴Дж/кг · 2кг=680000 Дж.
Теперь Q нагревания воды.
3. Q=cm(t₂-t₁)
Q₃=4200 Дж/кг·°С · 2кг(100°С-0°С)=840000 Дж.
Теперь Q парообразования.
4. Q=Lm
Q₄=2.3·10⁶ Дж/кг·°C · 2кг=4600000 Дж.
А затем просто складываем все Q. (Q₁+Q₂+Q₃+Q₄)
Q=42000Дж+680000Дж+840000Дж+4600000Дж=6162000Дж=6.162 МДж.