Свинцовая пуля, которая двигалась со скоростью 300 м/с , ударилась о металлическую пластину и остановилась. какая часть свинца расплавилась, если считать, что свинец полностью поглотил энергию, которая выделилась при ударе? начальная температура шара 27 ∘ с . (нужен приблизительный ответ)
Скорость пули: V = 300 м/с.
Начальная температура свинца: t₁ = 27 °C.
Температура плавления свинца: t₂ = 327 °C.
Удельная теплоёмкость свинца: с = 140 Дж/(кг * °С).
Удельная теплота плавления свинца: λ = 25000 Дж/кг.
Обозначим массу всей пули через m₁, а массу расплавленной части пули через m₂.
Найти отношение масс:![\bf\dfrac{m_2}{m_1} - ?](/tpl/images/0956/3464/d6d73.png)
Решение:0. Кинетическая энергия летящей пули переходит в теплоту нагревания свинца и его плавления, то есть:![E_K = Q_1 + Q_2.](/tpl/images/0956/3464/de066.png)
1. Кинетическая энергия летящей пули:![\bf E_K = \dfrac{m_1V^2}{2}.](/tpl/images/0956/3464/112fe.png)
2. Энергия (теплота) нагревания пули:![\bf Q_1 = cm_1(t_2 - t_1).](/tpl/images/0956/3464/87c20.png)
3. Теплота плавления части пули:![\bf Q_2 = \lambda m_2.](/tpl/images/0956/3464/1c4ad.png)
4. Объединяем (0), (1), (2) и (3):![\dfrac{m_1V^2}{2} = cm_1(t_2 - t_1) + \lambda m_2.](/tpl/images/0956/3464/90499.png)
5. Выразим искомое отношение из (4).
![\dfrac{m_1V^2}{2} = cm_1(t_2 - t_1) + \lambda m_2;\\\\\dfrac{m_1V^2}{2} - cm_1(t_2 - t_1) = \lambda m_2;\\\\m_1\left(\dfrac{V^2}{2} - c(t_2 - t_1)\right) = \lambda m_2;\\\\m_1\left(\dfrac{V^2}{2} - c(t_2 - t_1)\right) = \lambda m_2;\\\\\left(\dfrac{V^2}{2} - c(t_2 - t_1)\right) = \lambda \dfrac{m_2}{m_1};\\\\\dfrac{m_2}{m_1} = \dfrac{1}{\lambda}\left(\dfrac{V^2}{2} - c(t_2 - t_1)\right).](/tpl/images/0956/3464/6fce7.png)
Численно получим:![\dfrac{m_2}{m_1} = \dfrac{1}{25000}\left(\dfrac{300^2}{2} - 140\times (327 - 27)\right) = \dfrac{3}{25} = 0,12.](/tpl/images/0956/3464/c250b.png)
ответ: 0,12 часть.Решение на фото. Расплавилась только 1/8 всей пули.