До удара о стену пуля обладала кинетической энергией Ек1. После удара часть энергии пули перешла во внутреннюю и пошла на нагревание, то есть превратилась в теплоту Q, а часть осталась кинетической энергией как Ек2 (т. к. пуля продолжила двигаться). По закону сохранения энергии:
Ек1 = Ек2 + Q, где Q — выделевшееся количество теплоты.
Тогда Q = Eк1 - Ек2 = (m*v²)/2 - (m*v²)/2, где m — масса пули, v — скорость пули
Q=(m*320²)/2 - (m*220²)/2 = 51 200*m - 24 200*m = 27 000*m (не можем подставить массу пули, т. к. она нам не дана)
В условии сказано, что на нагревание пули пошло только 80% выделившейся теплоты, а именно
Q(нагревания) = Q*0,8 = 21 600*m
Известно, что
Q(нагревания) = c*m*ΔT, где с — удельная теплоёмкость материала, m — масса, ΔT — искомое изменение температуры.
Выразим из этой формулы изменение температуры:
ΔT = Q(нагревания)/(с*m) = 21 600*m/c*m = 21 600/c (при делении масса сократилась)
Из специальной таблицы найдём, что уделтная теплоёмкость меди с равна 400 (Дж/(кг*°С). Подставив это значение в формулу, получим
Так как вес игрушки в воде в 5 раз меньше ее веса в воздухе, то: P₀ = 5P₁ Вес игрушки в воде складывается из: P₁ = P₀ - Fa = P₀ - ρVg, где: ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды V = m/ρ₀ - объем игрушки ρ₀ - плотность игрушки Тогда: P₀/5 = P₀ - ρVg P₀ = 5P₀ - 5ρVg 5ρVg = 4P₀ => V = 4P₀/5ρg = 4mg/5ρg = 4m/5ρ m/ρ₀ = 4m/5ρ ρ₀ = 5ρm/4m = 1,25ρ = 1250 (кг/м³)
Проверим: Предположим, что объем игрушки 1 дм³ = 10⁻³ м³ Тогда масса игрушки: m = ρV = 1250*10⁻³ = 1,25 (кг) На игрушку в воде действует выталкивающая сила, равная весу воды в объеме игрушки: Fa = ρVg = 1000*10⁻³*10 = 10 (H) Вес игрушки в воздухе: P₀ = mg = 12,5 (Н) Вес игрушки в воде: P₁ = P₀ - Fa = 12,5 - 10 = 2,5 (Н) Тогда отношение P₀/P₁ = 12,5/2,5 = 5
ответ: на 54°С
Объяснение:
До удара о стену пуля обладала кинетической энергией Ек1. После удара часть энергии пули перешла во внутреннюю и пошла на нагревание, то есть превратилась в теплоту Q, а часть осталась кинетической энергией как Ек2 (т. к. пуля продолжила двигаться). По закону сохранения энергии:
Ек1 = Ек2 + Q, где Q — выделевшееся количество теплоты.
Тогда Q = Eк1 - Ек2 = (m*v
²)/2 - (m*v
²)/2, где m — масса пули, v — скорость пули
Q=(m*320²)/2 - (m*220²)/2 = 51 200*m - 24 200*m = 27 000*m (не можем подставить массу пули, т. к. она нам не дана)
В условии сказано, что на нагревание пули пошло только 80% выделившейся теплоты, а именно
Q(нагревания) = Q*0,8 = 21 600*m
Известно, что
Q(нагревания) = c*m*ΔT, где с — удельная теплоёмкость материала, m — масса, ΔT — искомое изменение температуры.
Выразим из этой формулы изменение температуры:
ΔT = Q(нагревания)/(с*m) = 21 600*m/c*m = 21 600/c (при делении масса сократилась)
Из специальной таблицы найдём, что уделтная теплоёмкость меди с равна 400 (Дж/(кг*°С). Подставив это значение в формулу, получим
ΔТ = 21 600/400 = 54 (°С)
ответ: на 54°С