Чтобы найти изменение температуры стального шарика, нам нужно выполнить несколько шагов. Начнем с того, что определим механическую энергию шарика, когда он движется со скоростью 15 м/с.
-
Определим механическую энергию шарика:
Механическая энергия (E) движущегося объекта рассчитывается по формуле:
E = (m * v^2) / 2,
где m - масса шарика, v - скорость.
-
Выразим массу:
Для примера, будем считать, что масса шарика равна 0.1 кг (это просто для расчетов, вы можете использовать другую массу, если она известна).
-
Подставим значения:
Подставим массу и скорость в формулу:
E = (0.1 * (15)^2) / 2 = (0.1 * 225) / 2 = 11.25 Дж.
-
Определим, сколько энергии идет на нагрев:
У нас известно, что 42% механической энергии расходуется на нагревание. Поэтому:
Энергия на нагрев = 0.42 * E = 0.42 * 11.25 = 4.725 Дж.
-
Теперь найдем изменение температуры:
Для этого используем формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - энергия, m - масса, c - удельная теплоемкость стали (примерно 500 Дж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры.
-
Перепишем формулу для ΔT:
ΔT = Q / (m * c).
-
Подставим известные значения:
ΔT = 4.725 / (0.1 * 500) = 4.725 / 50 = 0.0945 °C.
Таким образом, изменение температуры стального шарика составит примерно 0.0945 °C.