Задание №22 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Гиря падает на землю, ударяется о препятствие и нагревается от 30 °С
до 100 °С. Чему была равна скорость гири перед ударом? Считать, что всё количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей. Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена гиря, равна 140 .
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Перед ударом гиря обладает кинетической энергией. В момент удара эта энергия переходит во внутреннюю энергию гири, что приводит к её нагреванию.
Дано:
(по условию всё количество теплоты поглощается гирей)
--------------------
Анализ и физические законы:
1. Кинетическая энергия гири перед ударом вычисляется по формуле:
, где — масса гири, — её скорость.
2. Количество теплоты, необходимое для нагревания гири, определяется формуле:
, где — удельная теплоёмкость вещества.
3. Согласно условию задачи, вся кинетическая энергия перешла в теплоту:
Вывод рабочей формулы:
Приравняем выражения для энергии:
Заметим, что масса присутствует в обеих частях уравнения, поэтому мы можем на неё сократить:
Отсюда выразим квадрат скорости:
Следовательно, искомая скорость равна:
Расчёт:
Подставим числовые значения из условия:
Проверка размерности:
Ответ:
Источник: ФИПИ