Question

1)Конькобежец массой 60 кг, имея начальную скорость 5 м/с, стал тормозить на льду, проехав до полной остановки путь 20 м. Определить коэф трения коньков о лед. 2) Тело массой 2 кг подвешено на пружине с коэф. жесткости 600 н/м. Какова потенциальная энергия пружины?( Ответ округлить до десятых). 3)Какое кол-во тепла надо израсходовать, чтобы растопить лед, изначально находящийся при 0 градусов по цельсию, а затем образовавшуюся воду нагреть до 40 градусов?(ответ дать в кДж) Помогите срочно пожалуйста,даю 30 баллов

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Смотри рисунок

Answer 2

1. Для определения коэффициента трения коньков о лед можно использовать закон сохранения механической энергии. При движении конькобежца до полной остановки всю кинетическую энергию превращается в работу против силы трения.

Начальная кинетическая энергия: Ek = (1/2)mv^2 = (1/2)(60 kg)(5 m/s)^2 = 750 J

Работа, совершаемая против силы трения: W = Fs

По формуле работы можно выразить силу трения: F = W/s

Где: W - работа против силы трения, равная изменению кинетической энергии s - путь, по которому тормозили конькобежец (20 м)

Таким образом, сила трения равна: F = (ΔEk)/s = (750 J)/20 m = 37.5 N

Теперь можно выразить коэффициент трения: μ = F/N

Где: F - сила трения N - нормальная сила, равная весу конькобежца (N = mg)

μ = (37.5 N)/(60 kg * 9.8 m/s^2) ≈ 0.064

Ответ: Коэффициент трения коньков о лед примерно равен 0.064.

2. Потенциальная энергия пружины выражается формулой: Ep = (1/2)kx^2

Где: Ep - потенциальная энергия пружины k - коэффициент жесткости пружины (600 Н/м) x - сжатие или растяжение пружины

Так как тело подвешено на пружине, то находится в положении равновесия, где пружина не сжата и не растянута. Значит, x = 0.

Ep = (1/2)(600 Н/м)(0 м)^2 = 0 J

Ответ: Потенциальная энергия пружины равна 0 Дж.

3. Для растопления льда и нагрева получившейся воды необходимо учесть два процесса: смену фазы (теплота плавления) и нагревание воды.

4. Теплота плавления для растопления льда: Q1 = ml

Где: Q1 - теплота плавления m - масса льда (в данном случае равна массе воды, так как лед уже находится при 0 °C) l - удельная теплота плавления льда (333.55 кДж/кг