Question

Решить задачу. Определить, расплавится ли полностью железный метеорит, падающий на поверх-ность Луны со скоростью v = 2,0 км/с, если его температура до столкновения с Луной t = 30 оС. На увеличение внутренней энергии метеорита идет k = 40 % его кинетиче-ской энергии.

Answer 1

Q = c m (t(пл) - 30) +  λ m

c = 444 Дж / кг C
λ = 277 кДж / кг С
t(пл) = 1538 С

Q = m v^2 / 2

m v^2 / 2 = c m (t(пл) - 30) +  λ m

по условию внутренняя энергия метеорита увеличивается с КПД 0,4:

k m v^2 / 2 = c m (t(пл) - 30) +  λ m

k v^2 = 3016c + 2 λ 

чтобы метеорит полностью расплавился, значение k v^2 должно превышать, либо равняться значению 3016c + 2 λ

4*10^(-1)*4*10^(6) = 1339104 + 554000,

16*10^5 < 1893104

таким образом, метеорит не расплавится полностью

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические константы и уравнения. Давайте начнем с вычисления кинетической энергии метеорита.

1. Вычислим кинетическую энергию метеорита, используя формулу: K = (1/2) * m * v^2, где K - кинетическая энергия, m - масса метеорита, v - скорость метеорита.

2. Найдем изменение внутренней энергии метеорита: ΔU = k * K, где ΔU - изменение внутренней энергии, k - коэффициент, равный 0.4 (40% или 0.4 в десятичной форме), K - кинетическая энергия метеорита.

3. Для определения, расплавится ли метеорит, нам понадобится знать температуру плавления железа. Температура плавления железа составляет около 1538 °C или 1811 K.

4. Если температура метеорита после столкновения превышает температуру плавления железа, то он полностью расплавится. Иначе он останется в твердом состоянии.

Давайте приступим к решению:

1. Вычислим кинетическую энергию метеорита: K = (1/2) * m * v^2, где v = 2,0 км/с = 2000 м/с.

   Предположим, что масса метеорита m равна 1 кг (для упрощения вычислений).

   K = (1/2) * 1 * (2000)^2 = 2 * 10^6 Дж.

2. Найдем изменение внутренней энергии метеорита: ΔU = k * K = 0.4 * 2 * 10^6 = 8 * 10^5 Дж.

3. Переведем температуру метеорита до столкновения с Луной в Кельвины: t = 30 °C = 30 + 273 = 303 K.

4. Сравним температуру метеорита после столкновения с температурой плавления железа: Если температура метеорита после столкновения T > 1811 K, то метеорит полностью расплавится. В противном случае он останется в