Какой стала скорость пули после вылета из доски, если её исходная скорость составляла 300 м/с, а она нагрелась на 50°С
Какой стала скорость пули после вылета из доски, если её исходная скорость составляла 300 м/с, а она нагрелась на 50°С при пробитии доски? Предположим, что все выделившееся тепло было потрачено на нагревание пули. Удельная теплоемкость свинца равна 120 Дж/кг·К.
21.12.2023 03:52
Пояснение:
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания из термодинамики и механики. Давайте разложим ее на несколько шагов.
1. Сначала вычислим количество тепла, которое поглотила пуля, используя формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла (Дж), m - масса пули (кг), c - удельная теплоемкость свинца (Дж/кг·К), ΔT - изменение температуры (К).
2. Затем определим количество тепла, которое было поглощено пулей:
Q = m * c * ΔT = m * 120 * 50.
3. Подразумевая, что всё поглощенное тепло было использовано для нагревания пули, можем записать:
Q = ΔK,
где ΔK - изменение кинетической энергии пули, которая равна конечной кинетической энергии минус начальной кинетической энергии.
4. Найдем начальную кинетическую энергию пули:
K1 = (1/2) * m * v1^2,
где v1 - начальная скорость пули.
5. Изменение кинетической энергии равно:
ΔK = K1 - K2,
где K2 - конечная кинетическая энергия пули.
6. Подставим известные значения и найдем конечную скорость пули после попадания в доску:
ΔK = (1/2) * m * v1^2 - (1/2) * m * v2^2,
где v2 - искомая скорость пули.
7. Решите уравнение для v2, используя известные значения, чтобы найти ответ.
Дополнительный материал:
Задача: Какой стала скорость пули после вылета из доски, если её исходная скорость составляла 300 м/с, а она нагрелась на 50°С при пробитии доски? Предположим, что все выделившееся тепло было потрачено на нагревание пули. Удельная теплоемкость свинца равна 120 Дж/кг·К.
Решение:
1. Мы знаем, что исходная скорость пули v1 = 300 м/с, изменение температуры ΔT = 50 °C, и удельная теплоемкость свинца c = 120 Дж/кг·К.
2. Мы должны найти конечную скорость пули v2.
3. Решим уравнение для v2:
ΔK = (1/2) * m * v1^2 - (1/2) * m * v2^2.
4. Подставим известные значения:
m * 120 * 50 = (1/2) * m * (300^2) - (1/2) * m * (v2^2).
5. Упростим уравнение:
6000 = 45000 - (1/2) * m * (v2^2).
6. Решим это уравнение и найдем значение v2.
Совет:
При решении таких задач, важно правильно применить законы сохранения энергии и использовать уравнения, связанные с кинетической энергией тела. Также убедитесь, что вы правильно подставляете значения и единицы измерения в формулы.
Упражнение:
Исходя из заданных значений, найдите конечную скорость пули и дайте ответ с округлением до двух знаков после запятой.