Задание №3 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения этой задачи необходимо вспомнить, какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела. Существует два основных способа: совершение механической работы и теплопередача (которая, в свою очередь, делится на теплопроводность, конвекцию и излучение).

1. Рассмотрим физический процесс, описанный в условии: спортсмен скользит вниз по канату. При движении ладоней по поверхности каната возникает сила трения скольжения.
2. Сила трения направлена против движения, и для преодоления этой силы совершается механическая работа.
3. Согласно закону сохранения энергии, часть механической энергии при трении переходит во внутреннюю энергию соприкасающихся тел (ладоней и каната). Это приводит к повышению их температуры, что мы и воспринимаем как «нагревание».
4. Проанализируем предложенные варианты:

• Теплопроводность, излучение и конвекция — это виды теплопередачи, которые происходят при наличии разности температур между телами или частями тела без совершения работы. В данном же случае первопричиной нагрева является именно движение с трением.
• Совершение работы — это именно тот процесс, при котором механическая энергия преобразуется во внутреннюю за счёт сил трения.

Таким образом, нагревание ладоней при скольжении по канату происходит в результате совершения работы силами трения.

Ответ: 4

Источник: ФИПИ