Точно ответить на этот вопрос можно лишь проведя измерения, т.е. взвесить тело в конкретной точке.
Но можно взять некоторые усреднённые условия: Землю считаем шаром с радиусом 6371 км, нормальное ускорение свободного падения на поверхности Земли 9,8 м/с2. Из формулы Ньютона для силы гравитации: F=Gm1m2/r^2 следует, что сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния.
Расстояние (до центра Земли) на высоте 400 км: r = 6371+400 = 6771 км. Т.е. сила уменьшилась (по сравнению с поверхностью Земли) в (6771 / 6371)^2 = ~ в 1,13 раза.
Если на поверхности тело притягивается с силой 40 * 9,8 = 392 Н, то на высоте 400 км - с силой 392 / 1,13 = ~ 347 Н (на поверхности это соответствовало бы массе 35,4 кг).
Импульс=масса*скорость=0,5кг*5=2,5 кгм. с
Так как корабли идут в противоположных направлениях, то скорость в торого корабля в системе координат первого складывается (Первый закон Ньютона)
P2=(v+3V)*M=4Mv
По закону сохранения импульса
m1*v1=(m1+m2)*v2
v2=m1v1/)(m1+m2)=0.3*400/(0.3+10000)=0.012 м. с
Закон сохранения импульса в проекции, так как удар абсолютно неупругий, двигаются в одном напрвлении
m1v10=m1v1+m2v2
Закон сохранения энергии
m1v10^2/2=m1v1^2/2+m2v2^2/2
Массы сокращаем, двойки в знаменате сокращаем, выражаем v1=v10-v2? подствляя в закон сохранения энергии, v2=v1
КПД плитки η – это отношение количества теплоты Qв, подведённого к воде, к количеству теплоты, выделяемому плиткой Qп:
η = Qв / Qп
Количество теплоты Qп, выделяемое плиткой, за время t:
Qп = P*t, где
P – мощность плитки, которую можно определить как произведение силы тока I и напряжения U в цепи плитки:
P = U*I
Qп = U*I*t
Количество теплоты Qв, подведённое к воде, можно выразить как:
Qв = c*m*ΔT, где
c = 4200 Дж/(кг*°C) – удельная теплоёмкость воды;
m = 1 кг – масса воды;
ΔT = (100 °C - 20 °C) = 80 °C – увеличение температуры воды.
Тогда КПД:
η = c*m*ΔT / (U*I*t)
Выразим отсюда время t:
t = c*m*ΔT / (U*I*η)
t = 4200 * 1 * 80 / (250 * 2 * 0,75)
Все величины подставлял в СИ, значит и результат будет в СИ – секунды.
t = 896 с.