Сколько теплоты выделилось при торможении автомобиля массой 1 т, движущегося со скоростью 36 км/ч перед светофором?

Тема: Расчет теплоты при торможении автомобиля

Пояснение:
Чтобы расcчитать теплоту, выделяющуюся при торможении автомобиля, мы будем использовать закон сохранения энергии.

Кинетическая энергия тела может быть рассчитана используя формулу:
Eк = (1/2) * m * v^2,
где m - масса автомобиля, v - скорость автомобиля.

Поскольку автомобиль технически тормозит, его кинетическая энергия превращается в теплоту. Это означает, что высвобожденная теплота будет равна изменению кинетической энергии автомобиля.

Теплота (Q) можно рассчитать по формуле:
Q = ΔEк = Eк1 - Eк2,
где ΔEк - изменение кинетической энергии, Eк1 - кинетическая энергия до торможения, Eк2 - кинетическая энергия после торможения.

Преобразуем единицы в формуле. Из км/ч в м/с, получим:
v = 36 км/ч = 10 м/с.

Теперь можем рассчитать теплоту:
Q = ΔEк = (1/2) * m * v1^2 - (1/2) * m * v2^2,
где v1 - скорость до торможения, v2 - скорость после торможения.

Учитывая, что автомобиль останавливается (v2 = 0), получим упрощенное уравнение:
Q = (1/2) * m * v1^2.

Пример использования:
Допустим, масса автомобиля 1 тонна и он движется со скоростью 36 км/ч перед светофором. Расcчитаем, сколько теплоты выделилось при торможении:

Q = (1/2) * 1000 кг * (10 м/с)^2 = 50000 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить закон сохранения энергии и обратить внимание на преобразование одной формы энергии в другую. Также полезно знать, что при торможении автомобиля его кинетическая энергия превращается в другие формы энергии, в данном случае - в теплоту.

Упражнение:
Масса другого автомобиля составляет 1500 кг, а его начальная скорость перед торможением равна 20 м/с. Рассчитайте, сколько теплоты будет выделяться при его торможении.