Какое количество теплоты выделилось при попадании пульки массой 0,4 г, летящей со скоростью 100 м/с, в подвешенный

Содержание вопроса: Количество теплоты при попадании пули в подвешенный свинцовый шар

Инструкция:
Для определения количества теплоты, выделившейся при попадании пульки в свинцовый шар, мы можем использовать закон сохранения энергии. Энергия кинетическая пули до врезания будет равна энергии кинетической пули после возникновения пули в шаре и потенциальной энергии, полученной вследствие подъема шара.

Для начала, найдем кинетическую энергию пули. Формула для расчета кинетической энергии:
Eк = (1/2) * m * v^2

Где:
- Eк - кинетическая энергия
- m - масса пули
- v - скорость пули

Затем найдем потенциальную энергию, полученную вследствие подъема шара. Формула для потенциальной энергии:
Ep = m * g * h

Где:
- Ep - потенциальная энергия
- m - масса шара
- g - ускорение свободного падения
- h - высота подъема шара

Далее найдем массу шара, используя формулу:
V = (4/3) * π * r^3
m = ρ * V

Где:
- V - объем шара
- ρ - плотность свинца
- r - радиус шара

Наконец, найдем количество выделившейся теплоты, суммируя кинетическую и потенциальную энергию, и округлим результат до сотых долей Джоулей.

Пример:
Дано:
Масса пули (m) = 0,4 г = 0,0004 кг
Скорость пули (v) = 100 м/с
Диаметр шара (d) = 43,88 мм = 0,04388 м
Плотность свинца (ρ) = 11,30 г/см^3 = 11300 кг/м^3
Ускорение свободного падения (g) = 9,81 м/с^2

1. Найдем радиус шара (r):
r = d/2 = 0,04388 м / 2 = 0,02194 м

2. Найдем массу шара (m):
V = (4/3) * π * r^3 = (4/3) * 3.14 * (0,02194 м)^3 = 0,000018895 м^3
m = ρ * V = 11300 кг/м^3 * 0,000018895 м^3 = 0,2138775 кг

3. Найдем кинетическую энергию пули (Eк):
Eк = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0,0004 кг * (100 м/с)^2 = 2 Дж

4. Найдем потенциальную энергию шара (Ep):
Ep = m * g * h
Поскольку шар остается внутри шара, h равна диаметру шара: h = d = 0,04388 м
Ep = 0,2138775 кг * 9,81 м/с^2 * 0,04388 м = 0,093584957 Дж

5. Найдем общее количество теплоты (Q):
Q = Eк + Ep = 2 Дж + 0,093584957 Дж = 2,09 Дж (округляем до сотых долей Дж)

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно ознакомиться со вторым законом Термодинамики, который объясняет, что энергия не может быть создана или уничтожена, а может только переходить из одной формы в другую.

Дополнительное упражнение: У пули массой 0,6 г и скоростью 50 м/с есть столкновение с подвешенным шаром из свинца. Диаметр шара составляет 30 мм, а его плотность - 9,0 г/см^3. Какое количество теплоты выделилось при попадании пули в шар, если шар остался на месте после столкновения? Ответ дайте в Дж, округляя результат до сотых долей.