Question

 Молот массой 2 т падает на стальную болванку массой 1 кг с высоты 3м. На сколько градусов нагреется болванка при ударе, если на нагревание идёт 50% всей энергии молота

Answer 1

M-масса молота

m-масса болванки

ŋ=A/E

E=A/ŋ

Mgh=cm∆t/ŋ

Mghŋ=cm∆t

∆t=Mghŋ/cm=2000*10*3*0.5:500:1=60°С

Ответ: на 60°С

Answer 2

Для того чтобы вычислить, на сколько градусов нагреется стальная болванка при ударе, мы должны сначала определить, какая энергия передается от молота к болванке в результате удара. Затем, используя массу болванки, удельную теплоемкость стали и формулу для вычисления изменения температуры, найдем искомое значение.

1. Вычислим энергию удара, которая передается болванке: Энергия удара = потенциальная энергия молота перед ударом - потенциальная энергия молота после удара.

Потенциальная энергия молота перед ударом: PE_нач = масса молота * ускорение свободного падения * высота падения PE_нач = 2 т * 9.81 м/с^2 * 3 м = 58.86 кДж (килоджоулей)

Потенциальная энергия молота после удара: PE_кон = 0 (молот остановился)

Энергия удара = PE_нач - PE_кон = 58.86 кДж

2. Теперь найдем 50% от общей энергии удара, которая идет на нагревание болванки: Энергия на нагревание = 0.5 * 58.86 кДж = 29.43 кДж

3. Далее, используем удельную теплоемкость стали (c) для расчета изменения температуры (ΔT) болванки: Q = масса * c * ΔT

где: Q - тепло, полученное болванкой масса - масса болванки c - удельная теплоемкость стали (примерно 450 Дж/(кг * °C)) ΔT - изменение температуры

ΔT = Q / (масса * c)

Масса болванки = 1 кг Удельная теплоемкость стали (c) = 450 Дж/(кг * °C)

ΔT = 29.43 кДж / (1 кг * 450 Дж/(кг * °C))

ΔT ≈ 0.0654 °C

Таким образом, стальная болванка нагреется на приблизительно 0.0654 градуса Цельсия при ударе молота.