Абсолютно неупругий удар и изменение температуры
Какова будет температура пули и кубика после абсолютно неупругого удара свинцовой пули массой 0,01 кг и скоростью
Какова будет температура пули и кубика после абсолютно неупругого удара свинцовой пули массой 0,01 кг и скоростью 500 м/с, сталкивающейся с неподвижным стальным кубиком массой 90 г, лежащим на гладком горизонтальном столе? Учтите, что температура пули составляет 30 градусов, а температура кубика - 20 градусов. Известно, что потерями тепла можно пренебречь, а удельная теплоемкость свинца составляет 126 и стали - 460.
22.12.2023 15:56
Написать свой ответ:
Разъяснение:
Абсолютно неупругий удар - это столкновение, при котором два тела после удара остаются неотделимыми друг от друга. В этом случае, масса пули и кубика объединяются, образуя одно тело.
Для решения этой задачи нужно использовать законы сохранения импульса и энергии.
Сначала найдем скорость объединенного тела после удара, используя закон сохранения импульса:
m1 * v1 + m2 * v2 = (m1 + m2) * v
где m1 и m2 - массы пули и кубика, v1 и v2 - их начальные скорости, v - скорость после удара.
Подставим значения:
0.01 кг * 500 м/с + 0.09 кг * 0 м/с = (0.01 кг + 0.09 кг) * v
5 + 0 = 0.1 кг * v
v = 50 м/с
Теперь рассчитаем изменение температуры объединенного тела с использованием закона сохранения энергии:
m1 * c1 * ΔT1 + m2 * c2 * ΔT2 = (m1 + m2) * c * ΔT
где m1 и m2 - массы пули и кубика, c1 и c2 - их удельные теплоемкости, ΔT1 и ΔT2 - изменение температуры пули и кубика, c - удельная теплоемкость материала объединенного тела, ΔT - изменение температуры объединенного тела.
Подставим значения:
0.01 кг * 126 Дж/(кг * град) * (30 град - ΔT1) + 0.09 кг * 126 Дж/(кг * град) * (20 град - ΔT2) = (0.1 кг) * c * (T - 20)
Решить это уравнение можно, используя методы решения нелинейных уравнений. Решение позволит найти конечную температуру объединенного тела после удара.
Совет:
Для понимания задачи рекомендуется повторить законы сохранения импульса и энергии. Также, для более глубокого понимания материала, полезно изучить другие задачи, связанные с абсолютно неупругим ударом.
Задание:
Свинцовая пуля массой 0,02 кг движется со скоростью 300 м/с и сталкивается с неподвижным блоком массой 0,1 кг. После удара пуля останавливается, а блок начинает двигаться со скоростью 2 м/с в том же направлении, что и пуля. Какой будет изменение температуры пули и блока после удара? Удельная теплоемкость свинца - 130, а удельная теплоемкость блока - 150. Учтите, что потери тепла можно пренебречь.