Dùng một bếp điện loại 200V − 1000W hoạt động ở hiệu điện thế U = 150V để đun sôi ấm nước. Bếp có hiệu suất là 80%. Sự tỏa nhiệt từ ấm ra không khí như sau: Nếu thử ngắt điện thì sau 1 phút nước hạ xuống 0,5^oC. Ấm có khối lượng m₁ = 100g và nhiệt dung riêng C₁ = 600J/kg.K, nước có khối lượng m₂ = 500g, nhiệt dung riêng C₂ = 4200J/kg.K và nhiệt độ ban đầu là 20^oC. Tìm thời gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên.

Đáp án đúng là A

Suất điện động cảm ứng trong thanh MN có độ lớn là:

e{}_c=Bvlsin\alpha =0,6.0,2.0,3.sin90{}^o=3,6.10{}^{-2}V

Đáp án đúng là "325000"

- Vận tốc của búa máy ngay trước khi va chạm là: $v{}_1=\sqrt{2.gh}=\sqrt{2.10.5}=10 \text{m}\text{/}\text{s}$

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ khi va chạm mềm

$m{}_1.\overrightarrow{v}{}_1=\left(m{}_1+m{}_2\right)\overrightarrow{v}\Rightarrow v=v{}_{12}=\frac{m{}_1.v{}_1}{m{}_1+m{}_2}=\frac{m.v{}_0}{m+M}$

- Thay số ta được: $v=v{}_{12}=\frac{m{}_1.v{}_1}{m{}_1+m{}_2}=\frac{400.10}{400+100}=8 \text{m}\text{/}\text{s}$

Chọn mốc thế năng tại vị trí va chạm

Khi hệ chuyển động lún sâu vào đất có lực cản tác dụng nên độ biến thiên cơ năng bằng công lực cản của đất tác dụng $A{}_{\left(\overrightarrow{F}{}_c\right)}=\Delta \text{W}=\text{W}{}_2-\text{W}{}_1$

Cơ năng của hệ vật lúc bắt đầu (ngay sau va chạm)

$W{}_1=W{}_{d1}+W{}_{t1}=\frac{1}{2}m{}_{12}v{}_{12}^2+m{}_{12}gz{}_1=\frac{1}{2}m{}_{12}v{}_{12}^2+0=\frac{1}{2}.(400+100).8{}^2=16000 \text{J}$

Cơ năng của hệ vật sau khi lún sâu vào đất 5 cm là

$W{}_2=W{}_{d2}+W{}_{t2}=\frac{1}{2}m{}_{12}v{}_2^2+m{}_{12}gz{}_2=0+m{}_{12}g\left(z{}_1-0,05\right)=m{}_{12}g(0-0,05)$

Do vật chịu tác dụng thêm lực cản cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của các lực cản bằng độ biến thiên của cơ năng.

$A{}_{\left(\overrightarrow{F{}_c}\right)}=\Delta \text{W}=\text{W}{}_2-\text{W}{}_1$ $\iff F{}_c.S.cos\alpha =W{}_2-W{}_1$

$\Rightarrow F{}_c.0,05.cos180{}^{°}=[(400+100).10.(0-0,05)]-[16000]$ $\iff F{}_c=325000 \text{N}$