На зимней дороге при температуре снега -10˚С автомобиль в течение 1 минуты 6 секунд буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при
буксовании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксивании
идет на нагревание и плавление снега? (удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг•˚С,
удельная теплота плавления льда 332000 Дж/кг).

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

Мы знаем, что на поверхности Земли
F=g·m, где g = 9.8 Н/кг
с другой стороны, согласно Закону Всемирного тяготения
F=G·m·M/R²,
где G=6.67e(-11) гравитационная постоянная
М – масса Земли Значит
g= G·M/R²
Отсюда
G·M=g·R²
Когда спутник на геостационарной орбите его период вращения равен суткам T=86400 c
орбитальная скорость
v=2·pi·r/T
определив r из условий равенства центростремительного ускорения и ускорения свободного падения спутника на геостационарной орбите
v²/r=G·M/r²
v²/r=g·R²/r²
v²=g·R²/r
r=g·R²/v²
подставив в выше выведенную орбитальную скорость
v=2·pi·g·R²/(v²·T)
окончательно
v=(2·pi·g·R²/T)^(1/3)
v=(2·3.14·9.8·6400000²/86400)^(1/3)
v=3079 м/с