В ущелье с высоты 250 м падает камень. Из-за трения о воздух и удара о землю он нагревается на 1.5 градуса. Какова удельная теплоёмкость камня, если учитывать, что 50% энергии уходит на его нагревание?

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс камень падение высота 250 м трение о воздух удар о землю нагревание удельная теплоёмкость Энергия 50% энергии расчет задачи по физике Новый

Чтобы найти удельную теплоёмкость камня, давайте разберёмся с задачей шаг за шагом.

1. **Определим, какая энергия преобразуется в тепло.** Когда камень падает с высоты, он приобретает кинетическую энергию. Эта энергия при ударе о землю частично преобразуется в тепло, которое и нагревает камень. Мы знаем, что 50% этой энергии уходит на нагревание.

2. **Формула для потенциальной энергии.** Потенциальная энергия (E) камня на высоте h определяется по формуле:

• E = mgh

где:

• m — масса камня (в нашем решении она не влияет на результат, так как она будет сокращена),
• g — ускорение свободного падения (примерно 10 м/с²),
• h — высота (в нашем случае 250 м).

3. **Учитываем 50% энергии.** Поскольку 50% энергии уходит на нагревание, мы можем выразить эту часть энергии следующим образом:

• 0.5E = 0.5mgh

4. **Энергия, затраченная на нагревание.** Энергия, которая уходит на нагревание камня, определяется как:

• Q = cmΔt

где:

• c — удельная теплоёмкость камня,
• Δt — изменение температуры (в данном случае 1.5 °C).

5. **Приравниваем энергии.** Теперь мы можем приравнять 0.5mgh и Q:

• 0.5mgh = cmΔt

6. **Сокращаем массу.** Мы можем сократить массу (m) с обеих сторон уравнения, так как она не равна нулю:

• 0.5gh = cΔt

7. **Находим удельную теплоёмкость.** Теперь выразим c:

• c = (0.5gh) / Δt

8. **Подставляем известные значения.** Подставим g = 10 м/с², h = 250 м и Δt = 1.5 °C:

• c = (0.5 * 10 * 250) / 1.5

9. **Вычисляем.** Теперь произведем вычисления:

• c = (1250) / 1.5 ≈ 833.33 Дж/(кг·С).

Таким образом, мы получили, что удельная теплоёмкость камня составляет примерно 833 Дж/(кг·С).