Упр.57.20 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. Чему равно сопротивление спирали электрической плитки, если за $$30\ \text{мин}$$ при силе тока $$5\ \text{А}$$ в ней выделилось количество теплоты $$1080\ \text{кДж}$$? С какой высоты должен упасть груз массой $$10\ \text{кг}$$, чтобы при его ударе о землю выделилось такое же количество энергии, как за $$1\ \text{с}$$ работы плитки?

Дано

$$I=5\ \text{А}$$
$$t=30\ \text{мин}=1800\ \text{с}$$
$$Q=1080\ \text{кДж}=1{,}08\cdot10^6\ \text{Дж}$$
$$m=10\ \text{кг}$$
$$t_0=1\ \text{с}$$
$$g\approx10\ \text{м/с}^2$$

Найти: $$R$$, $$h$$.

Ход решения

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, определяется формулой:

$$Q=I^2Rt$$

Отсюда сопротивление плитки:

$$R=\frac{Q}{I^2t}$$

Подставим значения:

$$R=\frac{1{,}08\cdot10^6}{5^2\cdot1800} =\frac{1{,}08\cdot10^6}{25\cdot1800} =24\ \text{Ом}$$

За $$1$$ с плитка выделит энергию:

$$E=I^2Rt_0$$

Эта энергия при падении груза переходит в потенциальную:

$$mgh=I^2Rt_0$$

Тогда высота падения:

$$h=\frac{I^2Rt_0}{mg}$$

Подставим значения:

$$h=\frac{5^2\cdot24\cdot1}{10\cdot10} =\frac{600}{100} =6\ \text{м}$$

Ответ

$$R=24\ \text{Ом},\quad h=6\ \text{м}.$$