Question

Помогите прошу!!!  Железный шарик падает с высоты 5м на гладкую горизонтальную поверхность и отскакивает от неё на высоту 1 м. На сколько повысится температура шарика после удара, если на его нагревание расходуется 50% энергии, выделявшейся в результате удара?

Answer 1

Для решения этой задачи нам понадобится закон сохранения механической энергии.

Первоначально, когда шарик достигает высоты 5м, его полная механическая энергия равна потенциальной энергии: Ep = m * g * h, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с²), h - высота.

После отскока шарика на высоту 1м, его потенциальная энергия будет равна: Ep' = m * g * h', где h' - новая высота шарика после отскока.

Таким образом, изменение потенциальной энергии шарика будет равно: ΔEp = Ep' - Ep = m * g * (h' - h).

Это изменение потенциальной энергии будет внутренней энергией шарика, которая может проявиться в повышении его температуры. Дано, что на нагревание шарика расходуется 50% энергии, то есть: 0,5 * ΔEp = m * c * ΔT, где c - удельная теплоёмкость материала шарика, ΔT - изменение температуры.

Так как h' - h = 1м, то ΔEp = m * g * 1 = m * g между начальной и конечной точкой.

Таким образом, уравнение будет выглядеть следующим образом: 0,5 * m * g = m * c * ΔT.

Выразим ΔT: ΔT = (0,5 * m * g) / (m * c) = 0,5 * (g / c).

То есть температура шарика повысится на величину 0,5 * (ускорение свободного падения / удельная теплоёмкость материала шарика).

Для получения конкретного численного значения необходимо знать массу шарика и удельную теплоёмкость его материала.