Если материальная точка M движется по окружности, то рассматривается угловая скорость и линейная скорость. Определение линейной скорости: линейная скорость - это производная от пройденного пути по времени.
Формула линейной скорости:
v = ds/dtгде s - путь, пройденный материальной точкой М по дуге окружности, начиная от точки X:
Путь s можно выразить через радиус окружности и его угол поворота:
s = rφПодставим это значение пути s в формулу линейной скорости:
v = ds/dt = d(rφ)/dt = r * dφ/dtрадиус окружности r является константой, поэтому мы вынесли его за знак производной.
Производная dφ/dt - это угловая скорость:
ω = dφ/dtУчитывая это, получаем формулу линейной скорости при движении по окружности:
v = ωrОбъём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
1. Запишем уравнение теплового баланса:
Qотданное = Qполученное, или cm₁(t - t₁) = cm₂(t₂ - t).
2. Можем сократить на с, получим:
m₁(t - t₁) = m₂(t₂ - t).
3. Вспомним формулу массы: m = ρV.
4. Немного сократим формулу, полученную в (2):
pV₁(t - t₁) = pV₂(t₂ - t),
V₁(t - t₁) = V₂(t₂ - t).
5. Выразим объём кипятка:
(м³).
Переведём в литры: 0,0015 м³ = 1,5 л.
ответ: 1,5 л.
