Центры двух металлических шаров радиусом R с разноименными зарядами +q1 и -q2 отстоят друг от друга на расстояние L=10R. Сравните модули силы F1 взаимодействия между этими шарами и силы F2 взаимодействия таких же точечных зарядов, находящихся на расстоянии L.

Дано:
tводы=50
mльда=100г=0.1кг
tльда=0
tр=10
Своды=4190Дж/кг С
K=335200Дж/кг
m2льда=0.1кг
t2льда=0
Найти:
tк
Решение:
Находим массу воды
Qплавления льда+Qнагревания воды=Qохлаждения воды
K*mльда+cводы*mльда(tк-tн)=cводы*mводы*(tн-tк)
335200*0.1+4200*0.1*10=4200*mводы*(50-10)
33520+4200=168000mводы
37720=168000mводы
mводы=0.23
mобщее=0.23+0.1=0.33кг
Kльда*mльда+своды*mльда*tк=cводы*mобщее*(tн-tк)
335200*0.1+4200*0.1*tк=4200*0.33(10-tк)
33520+420tк=13860-1386tк
-1806tк=19660
tк=-10
Если вышел минус - по идее это означает, что общая температура = 0

После того, как шайба съедет с неподвижного возвышения (считаем, по умолчанию, что с гладкого), она наберёт некоторый импульс p.

Когда шайба станет заезжать на гладкую горку, горизонтальная составляющая её давления на горку всё время будет направлена в сторону горизонтальной составляющей её скорости, а реакция горки – по третьему закону Ньютона в противоположном направлении.

Стало быть, горка всё время будет разгоняться, а шайба всё время будет замедляться. Когда горизонтальные составляющие их скоростей сравняются, то шайба и горка на мгновение замрут друг относительно друга. Далее шайба начнёт обратно соскальзывать с подвижной горки. Значит момент, когда подвижная горка и шайба двигаются, как единое целое – и есть момент максимального подъёма шайбы на подвижной горке.

В любой момент времени, суммарный горизонтальный импульс будет наследоваться и оставаться равным p. В момент замирания шайбы на подвижной горке, т.е. когда шайба и горка будут двигаться как единое целое, полный импульс шайбы и горки будет равен p.

На возвышении полная механическая энергия подвижных частей системы равна потенциальной энергии шайбы:

Eмo = mgh ;

Сразу после спуска шайбы с возвышения:

Eкo = mv²/2 = (mv)²/[2m] = p²/[2m] = Eмo = mgh ;

p² = 2m²gh ;

Когда шайба и горка движутся, как единое целое, с учётом того, что масса горки вдвое больше массы шайбы:

Eк = (m+2m)V²/2 = (m+2m)²V²/[2(m+2m)] = p²/[6m] = 2m²gh/[6m] = mgh/3

Полная механическая энергия системы должна сохраниться, а поэтому конечная потенциальная энергия должна быть равна:

Eмo = Eк + Eп ;

Eп = Eмo – Eк = mgh – mgh/3 ;

mgH = Eмo – Eк = [2/3]mgh ;

H = [2/3]h ≈ 4 м .

Короче, можно сказать так: учитывая, что импульс сохраняется, а кинетическая энергия пропорциональна квадрату неизменного импульса, делённому на массу – то, поскольку масса возрастает втрое, то, значит, кинетическая энергия уменьшается втрое. Таким образом, треть начальной потенциальной энергии перейдёт в кинетическую, а 2/3 опять вернуться в потенциальную, что как раз соответствует 2/3 начальной высоты (от 6 м), а значит ответ 4 м.