Куля масою 400 г скочується по похилій площині. На висоті 3,2 м вона мала швидкість 15 м/с. Рухаючись по горизонтальній площині вдаряється в другу кульку масою 600 г, яка рухалися їй назустріч зі швидкістю 2 м/с. Після зіткнення обидві кульки рухається в одному напрямі, причому перша кулька має швидкість 5 м/с. Визначте прискорення другої кульки через 5 с після зіткнення
Объяснение:
Дано:
m₁ = 150 г = 0,150 кг
c₁ = 400 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость меди
m₂ = 300 г = 0,300 кг
с₂ = 4200 Дж / (кг·°С) - удельная теплоемкость воды
t₁ = 10°C
U = 220 В
R = 484 Ом
t = 10 мин = 600 c
t - ?
1)
Вычислим работу электронагревателя.
Сила тока:
I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А
A = I²·R·t = 0,455²·484·600 ≈ 60 100 Дж (1)
2)
Нагреваем стакан:
Q₁ = c₁m₁(t-t₁) = 400·0,150·(t - 10) = 60·(t-10) = 60·t - 600 (Дж)
3)
Нагреваем воду:
Q₂ = c₂m₂(t-t₁) = 4200·0,300·(t - 10) = 1260·(t-10) = 1260·t - 12600 (Дж)
4)
Суммарное количество теплоты:
Q = Q₁ + Q₂ = 60·t - 600 + 1260·t - 12600 = 1320·t - 13 200 (Дж) (2)
5)
Приравняем (2) и (1):
1320·t - 13 200 = 60 100
1320·t = 73 300
t = 73300 /1320 ≈ 56°C
Q=c*m(t2-t1), где c – это удельная теплоёмкость, m – масса тела, а t1 и t2 – начальная и конечная температура.
• Так как нам не дана масса воды, которая необходима для решения задачи, а лишь её объём (100л), то нужно выводить данную величину через другую формулу:
p=m/V (p – это «ро», то есть плотность, при написании у этой буквы снизу должен быть маленький хвостик)
m=p*V (это мы вывели массу из формулы, которая находится чуть выше)
Теперь подставляем.
100л=0,1м^3 (переводимое литры, чтобы было легче считать)
m=(1000кг\м3)*0,1м3=100кг
• Количество теплоты, выделяемое при сгорании древесного угля:
Q=q*m (где q – это удельная теплота сгорания)
Подставляем:
Q=3,4*10^7Дж\кг*1 кг=3,4*10^7Дж=34000000Дж
• Идём далее.
Из самой первой формулы выводим то, насколько градусов будем нагревать нашу воду:
t2-t1=Q/cm
Подстановка:
t2-t1=37000000Дж\4200Дж кгС*100кг=80,95С
ответ: 80,95С