З якою силою взаємодіють 2 заряди 0,66 10 -7 Кл і 1,1 10 -7 Кл у воді на
відстані 3,3 см ? На якій відстані їх розмістити в вакуумі, щоб сила взаємодії
залишилась колишньою? ɛ води = 81

Пусть начало координат - точка бросания тел, ось oy напарвлена вверх и пусть у - координата встречи.

начальный момент времени - момент бросания второго тела. первое тело в этот момент находится на высоте h и имеет начальную скорость 0 м/с. второе тело имеет координату у =0 и начальную скорость v0 = 10 м/с, направленную вверх. ускорение равно g и направено вниз для первого и второго тела.

записываем уравнения движения для тел

(1) y = h-g/2*t^2 - для первого тела;

(2) y=v0*t-g/2*t^2 - для второго тела.

в месте встречи y для первого и второго тела одинаковые, поэтому

h=v0*t (3)

высоту h находим из того, что в наивысшей точке скорость первого тела равна 0:

h = v0*t1 - g/2*t1^2 (4), где t1 - время движения первого тела с момента бросания до достижения высоты h.

0= v0 - gt1 (5)

отсюда t1 = v0/g

h=v0^2/g - v0^2/(2g)

h=v0^2/2g (6)

приравниваем (3) и (6)

v0^2/2g = v0*t

отсюда

t = v0/2g (7)

подставляем (7) в (2)

y = v0^2/2g - g/2*v0^2/(4g^2)

y = 3/8 *v0^2/g

y = 3/8 * 100/10

y = 3,75 (м)

КПД=Qп / Qз ( Qп - полезное количество теплоты ( на нагревание воды) , Qз - затраченное кол. теплоты (выделенное чайником)) . Qп=c*m*( t2 - t1). ( c - удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m - масса=1кг, t1 -начальная температура воды=20град, t2 - конечная температура=100град. ) Qз=Р*t ( P -мощность чайника=

=500Вт ( в системе СИ, t - время) . Подставим и выразим время:

КПД=(c*m*(t2 - t1) / P*t, t=(c*m*( t2 - t1)) / P*КПД . ( КПД=0,75).

t = ( 4200*1*( 100 - 20)) / 500*0,75=896c.

t =896c (примерно 15мин).