Маятник Максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне. На концах стержня симметрично относительно диска закреплены нити, с которых маятник подвешен к штативу. При вращении маятника нити могут наматываться на стержень или сматываться с него, обеспечивая тем самым перемещение маятника вверх - вниз. Если, намотав нити на ось, поднять маятник на некоторую высоту и отпустить его, то он начнет опускаться под действием силы тяжести, приобретая одновременно и вращательное движение. В нижней точке, когда маятник опустится на полную длину нитей, поступательное движение вниз прекратится. Нити станут наматываться на вращающийся по инерции стержень, а маятник начнет подниматься вверх, постепенно замедляя свое вращение. После достижения наивысшей точки цикл колебательного движения возобновится.
Если mg — сила тяготения; T — сила натяжения одной нити; R — радиус стержня; J — момент инерции маятника; тогда уравнение для поступательного движения можно записать так:
mg − 2T = ma,
где a — ускорение центра масс. Уравнение для вращательного движения при этом будет иметь вид:
M = mR(g − a) = 2TR=J ε,
где ε – угловое ускорение.
Маятник движется с постоянным ускорением. Если h – расстояние, пройденное за время t, при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью, то момент инерции можно найти по формуле:
J=mR2((gt2)/(2h)-1)
m1=200г=0.2кг
m2=600г=0.6кг
m3=500г=0.5кг
Т1=60 С
T2=100 C
c1=0,92 кДж/(кг·°С)
c2=2,1 кДж/(кг·°С)
c3= 0,46 кДж/(кг·°К)
T -?
РЕШЕНИЕ
алюминиевый сосуд и керосин поглощают тепло
Q1=c1m1(T-T1)
Q2=c2m2(T-T1)
железная гиря отдает тепло
Q3=c3m3(T-T2)
уравнение теплового баланса
Q1+Q2+Q3=0
c1m1(T-T1)+c2m2(T-T1)+c3m3(T-T2)=0
c1m1T-c1m1T1+c2m2T-c2m2T1+c3m3T-c3m3T2=0
T(c1m1+c2m2+c3m3)=c1m1T1+c2m2T1+c3m3T2
T = ((c1m1+c2m2)T1+c3m3T2) / (c1m1+c2m2+c3m3)
подставим значения из условия
** я не делаю перевод единиц, т к это не влияет на вычисления
можете перевести (г) в (кг) , (кДж) в (Дж) -ответ будет тот же
Т = ((0.92*200+2.1*600)*20+0.46*500*100) / (0.92*200+2.1*600+0.46*500)=
=30.99 =31 C
ОТВЕТ 31 С
