2.4.37. Поднимаясь равномерно, как всегда, из окна Малыша к себе на крышу, Карлсон в тот день, когда его угостили вареньем, затратил на подъем на $4~\text{с}$ больше, чем обычно. Какова масса съеденного им варенья, если мощность мотора всегда равна $75~\text{Вт}$, а высота подъема равна $10~\text{м}$?
Решение
Вот уравнение сил для случая системы <<без варенья>>:
$$F_1=Mg,\tag{1}$$
где $F_1$~--- сила, развиваемая мотором <<без варенья>>, $Mg$~--- сила тяжести, действующая на систему <<без варенья>>.
Аналогично~--- случай <<с вареньем>>:
$$F_2=Mg+mg,\tag{2}$$
где $F_2$~--- сила, развиваемая мотором <<с вареньем>>, $mg$~--- сила тяжести, действующая только на варенье.
С учетом определения мощности запишем также формулу для работы силы мотора для случая <<без варенья>>:
$$Pt_1=F_1h,\tag{3}$$
где $P$~--- мощность мотора, $t_1$~--- время подъема <<без варенья>>, $h$~--- высота подъема.
И так же для случая <<с вареньем>>: $$P(t_1+\Delta t)=F_2h,\tag{4}$$
где $\Delta t$~--- задержка по времени при подъеме <<с вареньем>>.
Подставив $(1)$ в $(3)$ и $(2)$ в $(4)$, получаем систему: $$\left\{\begin{aligned}&Pt_1=Mgh,\\ &P(t_1+\Delta t)=Mgh+mgh. \end{aligned} \right.$$
После вычитания второго уравнения системы из первого и дальнейших упрощений получаем равенство: