Question

Задача по Физике!!! Помогите пж!!! Даю 50 баллов!!! С какой высоты свободно упал свинцовый шар, если он нагрелся при падении на 2"С . На нагревание ушло 40% энергии шара. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/(кг*К)

Answer 1

Запишем формулу КПД:
n = Q(полезная работа которая затратилась на нагревание) / Еп(полная энергия)
Q = cmt Eп = mgh
Подставляем под верхнюю формулу:
cmt/mgh = 0.4.
Выводим отсюда •h•:
h = cmt/0.4mg
Сокращаем •m•:
h = ct/0.4g
Переведём градусы Цельсия в Кельвина:
2'C = 275.15K
h = 275.15*130/0.4*9.8
h ~ 9125 метров.
Ответ: h ~ 9125 метров.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобятся формулы для потенциальной энергии и тепловой энергии.

1. Потенциальная энергия падающего тела: Потенциальная энергия (при нулевой начальной скорости) может быть записана как:

Eп = m * g * h,

где Eп - потенциальная энергия, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (приближенное значение 9.8 м/с² на поверхности Земли), h - высота.

2. Тепловая энергия: Тепловая энергия, выделяющаяся при нагревании, определяется как:

Qt = m * c * ΔT,

где Qt - тепловая энергия, c - удельная теплоемкость материала (в данном случае свинца), ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что при падении было потеряно 40% энергии шара. Следовательно, оставшиеся 60% энергии перешли в кинетическую энергию при падении.

3. Кинетическая энергия: Кинетическая энергия тела, падающего с высоты h, записывается как:

Ek = (1/2) * m * v^2,

где Ek - кинетическая энергия, v - скорость тела.

Мы можем записать уравнение для энергии до и после падения:

Eп = Ek + Qt,

m * g * h = (1/2) * m * v^2 + m * c * ΔT.

Масса m сократится, и мы можем решить уравнение для высоты h.

Теперь найдем выражение для скорости v. Поскольку шар свободно падал, начальная скорость равна 0 м/с.

Ek = (1/2) * m * v^2, 0 = (1/2) * m * v^2.

Отсюда следует, что v = 0.

Теперь у нас есть уравнение для высоты:

g * h = c * ΔT.

Теперь подставим известные значения:

g ≈ 9.8 м/с², c = 130 Дж/(кг*К), ΔT = 2 °C.

h = (130 Дж/(кг*К) * 2 °C) / 9.8 м/с²,

h ≈ 26.53 м.

Таким образом, свинцовый шар свободно упал с высоты около 26.53 метров.