Вздовж осі стрижня, щоб викликати в ньому механічну напругу 150 МПа. Діаметр стрижня -4мм. Укажіть ,яку силу потрібно прикласти?

ek(max)=ep(max)

mv2/2=mgh

h=v2/2g=10(2)/2*9.8м/с2=5м  максимальная высота

кинетическая энергия равна потенциальной на половине высоты, то есть на высоте 2.5м

масса воды m=2 л*1 кг/л=2 кг

полезное количество теплоты q1=cm(t2-t1)=4200*2*(100-20)=672000 дж

затраченной количество теплоты

q=iut=3*220*1200 сек=792000 дж

кпд q1*100%/q=672000*100%/792000=84,84%

ускорение направлено против движения и определяется из уравнения динамики, в проекции на наклонную плоскость выглядящим так:

mgsina + kmgcosa = ma, sina = h/l = 0,6   cosa = 0,8.

отсюда a = g(sina + kcosa).

перемещение до полной остановки равно l и равно:

  l = v0^2/(2a). тогда v0 = кор(2lg(sina+kcosa)) = кор(200(0,6+0,4)) = 14,14 м/с.

ответ: 14,14 м/с. 

пусть r0-радиус кривизны траектории в начале движения.

r0=v0^2/an0, где v0 - начальная скорость, an = g*sin(alpha) -нормальное ускорение.

r1 - рад кривизны в верхней точки траектории.

r1 = v^2/an

v=vx=v0*sin(alpha), так как в верхней точке vy=0

an=g в верхней точке.

r0/r1=8 по условию => sin (alpha) = 1/2 => alpha = 30 градусов.

центр кривизны вершины находится на земной поверхности => r1=h

h  = (v0^2*(sin(alpha))^2)/g    - макс высота подъёма

приравняв, получим, что  центр кривинны траектории лежит на поверхности при любом угле.