Какова температура свинцового шара после падения на свинцовую поверхность с высоты 28 м? Кроме того, какая выполненная работа и мощность стального пневматического молота массой 1,2 кг, который нагрелся на 20 °C за 1 минуту, если на нагревание ушло 40 % выполненной работы? И, наконец, как изменилась внутренняя энергия молота массой 3 кг при падении с высоты 2 м, если вся энергия преобразовалась в внутреннюю энергию?

Физика 9 класс Преобразование энергии и теплообмен температура свинцового шара падение с высоты 28 м работа пневматического молота мощность стального молота нагревание на 20 °C внутренняя энергия молота энергия при падении физика 9 класс задачи по физике механическая работа преобразование энергии Новый

Для решения этих задач, давайте разобьем их на несколько шагов и разберем каждую по отдельности.

1. Температура свинцового шара после падения с высоты 28 м:

Для начала, нам нужно найти потенциальную энергию, которую свинцовый шар имеет на высоте 28 м. Потенциальная энергия (Eпот) рассчитывается по формуле:

Eпот = m * g * h

• где m – масса свинцового шара (в данном случае нам нужно знать массу для дальнейших расчетов),
• g – ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²),
• h – высота (28 м).

Предположим, что масса свинцового шара равна 1 кг (для примера). Подставляем значения:

Eпот = 1 * 9.81 * 28 = 274.68 Дж.

Теперь, когда шар упадет на свинцовую поверхность, эта потенциальная энергия преобразуется в теплоту, которая нагревает шар. Для свинца используем удельную теплоемкость (c) примерно 128 Дж/(кг·°C).

Температура (ΔT), на которую нагреется шар, рассчитывается по формуле:

ΔT = Eпот / (m * c)

Подставляем значения:

ΔT = 274.68 / (1 * 128) = 2.14 °C.

Если начальная температура свинцового шара была, например, 20 °C, то конечная температура будет:

Тконечная = Тначальная + ΔT = 20 + 2.14 = 22.14 °C.

2. Работа и мощность стального пневматического молота:

Работа (A), выполненная молотом, может быть найдена по формуле:

A = m * c * ΔT

• где m – масса молота (1.2 кг),
• c – удельная теплоемкость стали (приблизительно 500 Дж/(кг·°C)),
• ΔT – изменение температуры (20 °C).

Подставляем значения:

A = 1.2 * 500 * 20 = 12000 Дж.

Теперь, если 40 % выполненной работы ушло на нагревание, то:

Работа на нагревание = 0.4 * A = 0.4 * 12000 = 4800 Дж.

Теперь, мощность (P) молота, которая равна работе, выполненной за время, рассчитывается по формуле:

P = A / t

где t – время (1 минута = 60 секунд).

Подставляем значения:

P = 12000 / 60 = 200 Вт.

3. Изменение внутренней энергии молота при падении с высоты 2 м:

Здесь мы также будем использовать потенциальную энергию. Потенциальная энергия (Eпот) молота при падении с высоты 2 м рассчитывается так же, как и в первом пункте:

Eпот = m * g * h.

• массa молота = 3 кг,
• g = 9.81 м/с²,
• h = 2 м.

Подставляем значения:

Eпот = 3 * 9.81 * 2 = 58.86 Дж.

Таким образом, если вся энергия преобразуется в внутреннюю энергию, то изменение внутренней энергии будет равно:

ΔU = Eпот = 58.86 Дж.

В итоге, мы получили ответы на все три вопроса:

• Температура свинцового шара после падения: 22.14 °C.
• Работа молота: 12000 Дж, мощность: 200 Вт.
• Изменение внутренней энергии молота: 58.86 Дж.