Берілген мәліметтерді қолдана отырып шаманы анықтаныз

Дано:
m = 1 кг
υ₀ = 10 м/с
h = 1,8 м
g ≈ 10 м/с²
─────────
F = ?

Решение:
Изменение импульса тела постоянной массы может происходить, только в результате изменения скорости и всегда обусловлено действием силы:
                                     Δp = m·υ = F·Δt
Получаем соотношение: 
                                         m·υ = F·Δt
где υ - скорость тела, после времени Δt на высоте h.
Время поднятия на высоту h находим из соотношения:
                                     h = υ₀·t - 0,5·g·t²
                                 0,5·g·t² - υ₀·t + h = 0
                               0,5·10·t² - 10·t + 1,8 = 0
                                   5·t² - 10·t + 1,8 = 0 - решаем квадратное ур-ние
                               D = 10² - 4·5·1,8 = 64 
           -10 + √64                                        -10 - √64
   t₁ = ─────── = - 0,2                   t₂ = ─────── = - 1,8
                2·5                                                 2·5
Получили два корня: t₁ = 0,2 и t₂ = 1,8 c
Скорость у самой горизонтальной преграды после времени t₍₁₋₂₎:
                    υ₁ = υ₀ - g·t₁ = 10 - 10·0,2 = 8 (м/с)
                   υ₂ = υ₀ - g·t₂ = 10 - 10·1,8 = -8 (м/с) - второй корень отпадает т.к. скорость отрицательной быть не может (по величине).
Определяем силу импульса:
                                          m · υ         1 · 8
                                  F = ───── = ───── = 40 (Н)
                                            Δt             0,2
Импульс силы будет:
                                    Δp = F · t = 40 · 0,2 = 8 (Н·с)
 

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин