Сани массой 250 кг равномерно движутся по горизонтальному пути и проходят расстояние 1,5 км. Сколько снега расплавится под полозьями саней, если всё количество теплоты от трения идёт на плавление снега? Температура снега 0°С, удельная теплота плавления 3,3·105 Дж/кг. Коэффициент трения полозьев о снег равен 0,03.
от

1 Ответ

дано:

m = 250 кг (масса саней) s = 1.5 км = 1500 м (расстояние) λ = 3.3 * 10^5 Дж/кг (удельная теплота плавления снега) μ = 0.03 (коэффициент трения) g = 9.8 м/с² (ускорение свободного падения)

найти:

m_снега - масса расплавившегося снега

решение:

Сила трения, действующая на сани:

F_тр = μ * N, где N - сила нормальной реакции опоры, в данном случае N = m * g

F_тр = μ * m * g = 0.03 * 250 кг * 9.8 м/с² = 73.5 Н

Работа силы трения на расстоянии s:

A_тр = F_тр * s = 73.5 Н * 1500 м = 110250 Дж

Эта работа идет на плавление снега, то есть:

A_тр = Q_пл

Q_пл = m_снега * λ

m_снега = Q_пл / λ = A_тр / λ

m_снега = 110250 Дж / (3.3 * 10^5 Дж/кг) = 0.334 кг

Ответ:

масса расплавившегося снега m_снега = 0.334 кг
от