В эксперименте Джоуля было перемешано 7 килограммов воды. Вращение мешалки было обеспечено двумя грузами массой

Kedr

17

подвешены на нитях над ящиком с водой. Грузы опускались на глубину 2 метра за 9 секунд с постоянной скоростью. Найдите работу совершенную мешалкой за указанный промежуток времени.

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для работы, которая определяется как произведение силы на путь перемещения:
\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Путь} \]

В нашем случае, сила может быть найдена с помощью формулы второго закона Ньютона:
\[ F = ma \]

где F - сила, m - масса груза, a - ускорение, которое в нашем случае равно ускорению свободного падения \( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \).

Мы знаем, что груз движется на глубину 2 метра за 9 секунд. Зная, что путь равен умножению времени на скорость, мы можем найти скорость:
\[ \text{Скорость} = \frac{\text{Путь}}{\text{Время}} \]

После нахождения скорости, мы можем найти силу, используя второй закон Ньютона:
\[ F = m \times a \]

Теперь, найдя силу, мы можем найти работу, используя формулу работы:
\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Путь} \]

Применяя все эти шаги, найдем ответ:

1. Найдем скорость груза:
\[ \text{Скорость} = \frac{2 \, \text{м}}{9 \, \text{с}} \approx 0.22 \, \text{м/с} \]

2. Найдем силу, которую нужно приложить, используя второй закон Ньютона:
\[ F = 14 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \approx 137.2 \, \text{Н} \]

3. Теперь найдем работу, используя формулу работы:
\[ \text{Работа} = 137.2 \, \text{Н} \times 2 \, \text{м} = 274.4 \, \text{Дж} \]

Таким образом, работа, совершенная мешалкой за указанный промежуток времени, составляет 274.4 Джуля.