Какова часть свинцовой пули, которая расплавится после упругого удара о стальную плиту, если известны начальная температура пули, ее скорость до и после удара, а также удельная теплоемкость и удельная теплота плавления свинца?
Физика 11 класс Упругие и неупругие столкновения свинцовая пуля упругий удар стальная плита температура пули скорость пули удельная теплоёмкость теплота плавления свинца
Чтобы определить, какая часть свинцовой пули расплавится после упругого удара о стальную плиту, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.
Кинетическая энергия (KE) пули до удара рассчитывается по формуле:
KE = (m * v^2) / 2
где m - масса пули, v - скорость пули до удара.
Кинетическая энергия пули после удара также рассчитывается по аналогичной формуле:
KE' = (m * v'^2) / 2
где v' - скорость пули после удара.
Потеря кинетической энергии (ΔKE) во время удара равна разности кинетических энергий до и после удара:
ΔKE = KE - KE'
Вся потеря кинетической энергии преобразуется в тепло, которое передается пуле. Это тепло (Q) можно выразить как:
Q = ΔKE
Теперь, чтобы найти, сколько свинца расплавится, необходимо рассчитать, сколько тепла потребуется для нагрева пули до температуры плавления. Для этого используем формулу:
Q1 = m * c * ΔT
где c - удельная теплоемкость свинца, ΔT - изменение температуры (температура плавления - начальная температура).
После этого, если Q1 < Q, то часть пули не расплавится, и можно перейти к следующему шагу.
Если Q1 < Q, то часть пули начнет плавиться. Для этого используем формулу:
Q2 = m' * L
где m' - масса расплавившейся части пули, L - удельная теплота плавления свинца.
Мы можем выразить массу расплавившейся части как:
m' = Q / L
где Q - это тепло, которое было передано пуле.
Теперь, зная массу расплавившейся части (m'), можно определить долю расплавившейся части от общей массы пули:
Доля = m' / m
Таким образом, следуя этим шагам, вы сможете определить, какая часть свинцовой пули расплавится после удара о стальную плиту.