2019-06-26
Медный шарик уронили на асфальт с высоты 5 м. Он несколько раз отскочил и был пойман на высоте 30 см. Считая, что 70% выделившейся энергии пошло на нагрев шарика, вычислить, на сколько градусов он нагрелся. Удельная теплоёмкость меди равна $390 Дж/кг \cdot ^{ \circ} С$.
Решение:
1) Шарик обладал потенциальной энергией до того как его уронили $E_{потенц1} = mgh_{1}$ и когда его поймали $E_{потенц2} = mgh_{2}$. Значит потери энергии составили $\Delta E_{потенц} = mg (h_{1} - h_{2})$. На нагрев шарика пошло $E_{шар} = КПД \cdot mg (h_{1} - h_{2})$.
2) Энергия, затраченная на нагрев шарика равна $Q = cm \Delta t$.
3) $E_{шар} = Q$, значит из пункта 1 и 2 получаем $КПД \cdot mg (h_{1} - h_{2}) = cm \Delta t$, отсюда
$\Delta t = \frac{ КПД \cdot mg (h_{1} - h_{2})}{cm} = \frac{0,7 \cdot 10 м/с^{2} (5 - 0,3)м}{390 \frac{Дж}{кг \cdot ^{ \circ} С}} = 0,084^{ \circ} С$.
Ответ: шарик нагрелся на $0,084^{ \circ} С$