Изменение кинетической энергии
dW=m(v2^2-v1^2)/2=m(v2+v1)(v2-v1)/2
(Изменение кинетической энергии берется со знаком (+ увеличивается, -уменьшается)
Изменение количества движения
dp=mv2+mv1=m(v2+v1) - берется со знаком плюс (+), потому что мяч движется после удара в противоположном направлении (разность противоположно направленных векторов)
dW=m(v2+v1)(v2-v1)/2=dp(v2-v1)/2
отсюда
dp=2dW/(v2-v1)
(нет, это не парадокс ! - при v2=v1 не только знаменатель (v2-v1), но и числитель (v2^2-v1^2) обращаются в 0, но это неопределенность только кажущаяся - нулевые выражения одинаковые и сокращаются)
Q₁ = Cm(T₂ - T₁) где
С - удельная теплоёмкость свинца (берется из таблиц) 140 Дж на кг на град
T₁ - начальная температура 27 град С
T₂ - температура плавления свинца 327 град С
Для полного расплавления алюминия массы m требуется ещё передать ему количество теплоты, равное
Q₂ = λm
λ - удельная теплота плавления свинца 23000 Дж на кг
Всего, стало быть, потребуется
Q₁ + Q₂ = Q = m(C(T₂ - T₁) + λ); из условия Q = 9.6·10³ Дж
Тогда
m = Q/(C(T₂ - T₁) + λ) = 9.6·10³/(140·300 + 23000) = 9.6·10³/6.500·10⁴ = 1.47·10⁻¹ = 0.147 кг < 0.25 кг
Значит,передав количество теплоты, равное 9.6·10³ Дж, полностьюрасплавить 250 г свинца при начальной температуре 27 град С нельзя (около 100 граммов свинца в расплаве останется в твёрдом состоянии).