При подготовке пружинного пистолета к выстрелу пружину с жесткостью 1 кн/м сжалина 3 см. какую скорость приобретает снаряд массой 45 г при выстреле в горизонтальном направлении
Для того чтобы определить работу поля по перемещению заряда, мы можем использовать формулу работы поля:
W = qΔV,
где W - работа поля, q - заряд, ΔV - разность потенциалов.
В данном случае у нас есть заряд 2×10^-6 Кл и разность потенциалов 200 В - 100 В = 100 В.
Подставим значения в формулу работы поля:
W = (2×10^-6 Кл) × (100 В) = 2×10^-6 Кл × 100 В = 2×10^-6 Кл × 10^2 В = 2×10^-4 Кл В.
Теперь нужно привести ответ к согласованной форме. Варианты ответов представлены в различных единицах измерения - миллиджоулях (мДж), мегаджоулях (МДж) и джоулях (Дж).
1 мДж = 10^-3 Дж,
1 МДж = 10^6 Дж.
Преобразуем полученное значение:
W = 2×10^-4 Кл В = 2×10^-4 Кл В × 1 мДж/10^-3 Дж = 2×10^-1 мДж = 0.2 мДж.
Для решения данной задачи нам понадобятся две формулы:
1. Формула для расчёта количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся при отвердевании вещества:
Q = m * L
где Q - количество теплоты (в джоулях),
m - масса вещества (в кг),
L - удельная теплота плавления или кристаллизации (в Дж/кг).
2. Формула для расчёта количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся при охлаждении вещества:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты (в джоулях),
m - масса вещества (в кг),
c - удельная теплоемкость вещества (в Дж/кг·°C),
ΔT - изменение температуры (в °C).
Теперь можем приступить к решению задачи.
1. Расчёт количества теплоты, выделяющейся при отвердевании воды:
Q1 = m * L
= 0,6 кг * 3,4 х 10⁵ Дж/кг
= 2,04 х 10⁵ Дж
Таким образом, количество теплоты, выделяющейся при отвердевании воды, составляет 2,04 х 10⁵ Дж.
2. Расчёт количества теплоты, выделяющейся при охлаждении полученной льда до -8°:
Сначала необходимо определить изменение температуры между исходной температурой льда и конечной температурой -8°:
ΔT = -8° - 0°
= -8°
Знак "-" говорит о том, что температура уменьшается.
Теперь можем использовать формулу для расчёта количества теплоты:
Q2 = m * c * ΔT
= 0,6 кг * 2100 Дж/кг×°C * (-8°)
= -10 080 Дж
Результат получился со знаком "-", так как теплота выделяется. Отрицательный знак означает, что система (лёд) отдает теплоту окружающей среде (охлаждается).
Таким образом, количество теплоты, выделяющейся при охлаждении льда до -8°, составляет 10 080 Дж.
Итак, общее количество теплоты, выделяющейся в процессе отвердевания воды и охлаждении льда до -8°, будет равно:
Q = Q1 + Q2
= 2,04 х 10⁵ Дж + (-10 080 Дж)
= 1,94 х 10⁵ Дж
Ответ: При отвердевании 0,6 кг воды и охлаждении полученной до температуры -8°, выделится 1,94 х 10⁵ Дж теплоты.
Объяснение: По закону сохранения энергии k*x^2/2=m*V^2/2 V=x*sqrt(k/m)=0,03*sqrt(1000/0,045)=4,47 м/с