Два одинаковых медных шара получили одинаковую энергию. Первый шар нагрелся на 40°С, оставаясь неподвижным, а второй начал двигаться, не нагреваясь. Какова скорость второго шара?

Физика 10 класс Теплота и механическая энергия медные шары Энергия температура скорость физика нагревание Движение теплообмен задачи по физике закон сохранения энергии Новый

Чтобы решить эту задачу, давайте разберем, что происходит с каждым из шаров.

Шар 1 (нагревание):

• Первый шар нагрелся на 40°С.
• Пусть масса одного шара равна m, а теплоемкость меди – C.
• Энергия, полученная первым шаром, может быть выражена через формулу: Q = m * C * ΔT, где ΔT – изменение температуры.
• В нашем случае: Q1 = m * C * 40.

Шар 2 (движение):

• Второй шар не нагревается, а получает ту же энергию Q, что и первый шар.
• Энергия, полученная вторым шаром, преобразуется в кинетическую энергию.
• Кинетическая энергия выражается формулой: K = (1/2) * m * v^2, где v – скорость шара.
• Поскольку второй шар получил ту же энергию, мы можем записать: Q2 = (1/2) * m * v^2.

Теперь мы знаем, что Q1 = Q2, следовательно:

m * C * 40 = (1/2) * m * v^2

Так как масса m присутствует в обеих частях уравнения, мы можем ее сократить (при условии, что m не равно нулю):

C * 40 = (1/2) * v^2

Теперь умножим обе стороны уравнения на 2:

2 * C * 40 = v^2

Теперь выразим скорость v:

v = sqrt(2 * C * 40)

Таким образом, скорость второго шара будет равна корню из произведения двойной теплоемкости меди и 40. Чтобы получить численное значение, необходимо знать конкретное значение теплоемкости меди, которое составляет примерно 385 Дж/(кг·°С).

Подставив это значение, можно рассчитать скорость второго шара:

v = sqrt(2 * 385 * 40).

Таким образом, мы нашли скорость второго шара, который получил ту же энергию, что и первый шар, но вместо нагрева начал двигаться.