Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2857
2017-04-16 
Оловянная дробинка, летящая со скоростью 25 м/с, ударяется об абсолютно жесткую гладкую плиту, при этом угол падения равен $45^{ \circ}$. Оцените угол отражения дробинки, если в результате удара ее температура увеличилась на $0,5^{ \circ} С$. Удельная теплоемкость олова $204 Дж/(кг \cdot К)$, масса плиты много больше массы дробинки.
Решение:
Т.к. плита гладкая, то сила трения скольжения равна нулю, следовательно, параллельная плите компонента скорости сохраняется при ударе. Плита жёсткая - деформация плиты пренебрежимо мала, поэтому в результате столкновения плита нагреваться не будет. Массивность плиты означает, что пренебрежимо мала передаваемая ей в результате соударения доля кинетической энергии от дробинки. Таким образом, дробинка может нагреваться лишь в результате потери части от половины своей кинетической энергии, соответствующей перпендикулярной составляющей скорости до соударения. Обобщённый закон сохранения энергии необходимо записать в виде:
$\frac{mv_{ \perp}^{2}}{2} = \frac{m v_{ \perp}^{ \prime 2}}{2} + cm \Delta T$ (*)
До соударения $v_{ \perp} = v_{ \parallel} = \frac{ \sqrt{2}}{2} v$
Отсюда получаем для перпендикулярной составляющей скорости после соударения $v_{ \perp} = 10,4 м/с$.
Для тангенса угла отражения имеем $tg \beta = v_{ \parallel } / v_{ \perp} = 1,70$.
Ответ: $\beta = 59,5^{ \circ}$
Оловянная дробинка, летящая со скоростью 25 м/с, ударяется об абсолютно жесткую гладкую плиту, при этом угол падения равен $45^{ \circ}$. Оцените угол отражения дробинки, если в результате удара ее температура увеличилась на $0,5^{ \circ} С$. Удельная теплоемкость олова $204 Дж/(кг \cdot К)$, масса плиты много больше массы дробинки.
Решение:
Т.к. плита гладкая, то сила трения скольжения равна нулю, следовательно, параллельная плите компонента скорости сохраняется при ударе. Плита жёсткая - деформация плиты пренебрежимо мала, поэтому в результате столкновения плита нагреваться не будет. Массивность плиты означает, что пренебрежимо мала передаваемая ей в результате соударения доля кинетической энергии от дробинки. Таким образом, дробинка может нагреваться лишь в результате потери части от половины своей кинетической энергии, соответствующей перпендикулярной составляющей скорости до соударения. Обобщённый закон сохранения энергии необходимо записать в виде:
$\frac{mv_{ \perp}^{2}}{2} = \frac{m v_{ \perp}^{ \prime 2}}{2} + cm \Delta T$ (*)
До соударения $v_{ \perp} = v_{ \parallel} = \frac{ \sqrt{2}}{2} v$
Отсюда получаем для перпендикулярной составляющей скорости после соударения $v_{ \perp} = 10,4 м/с$.
Для тангенса угла отражения имеем $tg \beta = v_{ \parallel } / v_{ \perp} = 1,70$.
Ответ: $\beta = 59,5^{ \circ}$
