Какое повышение температуры произойдет у железной болванки массой 6 кг, если паровой молот массой 4 кг падает на нее с скоростью 5 м/с, и 80% энергии удара идет на нагрев болванки?

Физика 8 класс Энергия и её преобразования повышение температуры железная болванка масса 6 кг паровой молот масса 4 кг скорость 5 м/с энергия удара нагрев болванки физика 8 класс теплота механическая энергия закон сохранения энергии теплообмен расчет температуры Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом. Нам нужно определить, какое повышение температуры произойдет у железной болванки массой 6 кг, когда на нее падает паровой молот массой 4 кг со скоростью 5 м/с. Мы знаем, что 80% энергии удара пойдет на нагрев болванки.

Для начала нам нужно рассчитать кинетическую энергию парового молота, когда он падает. Формула для расчета кинетической энергии выглядит следующим образом:

• Кинетическая энергия (E) = 0,5 * m * V^2

Где:

• m — масса молота (4 кг),
• V — скорость молота (5 м/с).

Подставим значения в формулу:

• E = 0,5 * 4 * 5^2 = 0,5 * 4 * 25 = 50 Дж.

Теперь, поскольку 80% этой энергии идет на нагрев болванки, мы можем вычислить, сколько именно энергии будет использовано для этого:

• Энергия, идущая на нагрев (E_n) = 0,8 * E

Подставляем значение:

• E_n = 0,8 * 50 = 40 Дж.

Теперь, когда мы знаем, сколько энергии пошло на нагрев, можем рассчитать повышение температуры болванки. Формула для этого выглядит так:

• E_n = m * c * dt

Где:

• m — масса болванки (6 кг),
• c — удельная теплоемкость железа (приблизительно 460 Дж/(кг·°C)),
• dt — изменение температуры (то, что мы хотим найти).

Теперь мы можем выразить dt:

• dt = E_n / (m * c)

Подставляем известные значения:

• dt = 40 / (6 * 460).

Проводим расчеты:

• dt = 40 / 2760 ≈ 0,0145 °C.

Таким образом, повышение температуры железной болванки составит примерно 0,0145 °C.