В реке затонула автомашина. Вода в кабину шофера ещё не попала. Какую силу надо приложить, чтобы открыть дверь кабины, если ее высота 1 м, а ширина 1 м? Середина двери автомашины находится на глубине 3,2 м.

(Плотность воды ρ=1000кг/м3,g≈10м/с2).

Чтобы открыть дверь, необходимо приложить силу
кН.

V1 - объем холодной (массы m1 и температуры t1)
V2 - объем горячей (массы m2 и температуры t2)
ro - плотность воды, с - теплоемкоть, t - конечная температура
V - конечный объем
m1*c*(t-t1)=m2*c*(t2-t) - уравнение теплового
V1*ro*c*(t-t1)=V2*ro*c*(t2-t)
V1*(t-t1)=V2*(t2-t)
V1*(t-t1)-V2*(t2-t)=0

V1*(t-t1)/(t2-t)-V2=0

V1+V2=V
(сложим 2 последние уравнения)

V1*(t-t1)/(t2-t)+V1-V2+V2=V
V1*(t-t1)/(t2-t)+V1 =V
V1*(t-t1+t2-t)/(t2-t)=V
V1*(t2-t1)/(t2-t)=V

V1=V*(t2-t)/(t2-t1)=200*(60-40)/(60-10) л = 80 л (холодной воды)
V2=V-V1=200-80 л = 120 л (горячей воды)

По определению мощность есть произведение силы на скорость (вообще, интеграла модуля силы от нуля до заданного времени по времени, но в нашем случае это не важно: движение равномерное и прямолинейное). Запишем это.

Скорость - это частное расстояния и времени (вообще, первая производная изменения координаты по времени, но это в нашем случае не важно: движение равномерное и прямолинейное). Сила, по третьему закону Ньютона, равна силе тяжести груза опять же потому, что движение происходит в инерциальной системе отсчета, а также равномерное и прямолинейное. Подставим.

Все. Задача в общем виде решена.

Подставим известные значения.

 (Вт)

ответ: 10 кВт.