РЕБЯТ ОЧЕНЬ ПРОШУ ПОМОГИТЕ. РЕШАЕТСЯ МОЯ ОЦЕНКА МЕЖДУ 4 и 5.Помогите решить """"""""""""С какой скоростью...

Тематика Физика
Уровень 5 - 9 классы
физика закон сохранения энергии преобразование энергии температура расплавление металла скорость пули
0

РЕБЯТ ОЧЕНЬ ПРОШУ ПОМОГИТЕ. РЕШАЕТСЯ МОЯ ОЦЕНКА МЕЖДУ 4 и 5.Помогите решить

""""""""""""С какой скоростью должна лететь пуля, чтобы при ударе о преграду она расплавилась, если температура пули до удара 57 градусов по цельсию? При ударе в тело превращается 40% энергии пули.""""""""""""""""""

"надо применить закон сохранения энергии"

avatar
задан 6 месяцев назад

3 Ответа

0

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии. При ударе пули о преграду часть ее кинетической энергии превратится в тепло, вызывая нагревание пули до температуры плавления.

Для начала найдем начальную кинетическую энергию пули. Энергия теплового движения пули при температуре 57 градусов по Цельсию можно найти по формуле:

E1 = 3/2 k T

где k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^-23 Дж/К), T - температура в Кельвинах (57 + 273 = 330 K).

E1 = 3/2 1,38 10^-23 330 = 2,42 10^-21 Дж

Затем найдем тепловую энергию, которая должна быть выделена при ударе для расплавления пули. Пусть масса пули равна m, теплота плавления равна Q, а 40% кинетической энергии пули превращается в тепло:

E2 = 0,4 * E1

E2 = 0,4 2,42 10^-21 = 9,68 * 10^-22 Дж

Тепловая энергия, выделяемая при ударе, равна работе сил трения, которая приводит к нагреванию пули:

E2 = m * Q

Отсюда можно найти массу пули, которая плавится:

m = E2 / Q

m = 9,68 * 10^-22 / Q

Подставив это значение в формулу кинетической энергии пули, можно найти скорость, при которой это произойдет. Для решения задачи нужно знать тепловые характеристики материала пули (теплоемкость, плотность, температура плавления).

avatar
ответил 6 месяцев назад
0

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения энергии.

avatar
ответил 6 месяцев назад
0

Для решения задачи действительно можно воспользоваться законом сохранения энергии.

  1. Вводные данные и предположения:

    • Температура плавления свинца (если считать, что пуля свинцовая): примерно 327.5 °C.
    • Исходная температура пули: 57 °C.
    • При ударе 40% кинетической энергии пули превращается в теплоту.
    • Удельная теплоемкость свинца: примерно 128 J/(kg·K).
  2. Вычисление необходимого повышения температуры:

    • Для того чтобы расплавиться, температура пули должна достичь 327.5 °C. Таким образом, необходимое повышение температуры составит ( 327.5 °C - 57 °C = 270.5 °C ).
  3. Перевод градусов Цельсия в кельвины (поскольку удельная теплоемкость дана в этих единицах):

    • 270.5 °C = 270.5 K (поскольку речь идет о разнице температур).
  4. Расчет необходимого количества теплоты:

    • Количество теплоты, необходимое для нагрева пули, можно выразить как ( Q = mc\Delta T ), где ( m ) — масса пули, ( c ) — удельная теплоемкость свинца, ( \Delta T ) — изменение температуры в кельвинах.
    • Подставив известные значения: ( Q = m \times 128 \times 270.5 ).
  5. Связь кинетической энергии и теплоты:

    • Если 40% кинетической энергии пули переходит в теплоту, то ( 0.4K = mc\Delta T ), где ( K ) — начальная кинетическая энергия пули.
  6. Выражение кинетической энергии через начальную скорость:

    • Кинетическая энергия выражается как ( K = \frac{1}{2}mv^2 ).
    • Тогда ( 0.4 \times \frac{1}{2}mv^2 = m \times 128 \times 270.5 ).
  7. Расчет скорости:

    • Упростив уравнение, получим: ( 0.2v^2 = 128 \times 270.5 ).
    • Отсюда ( v^2 = \frac{128 \times 270.5}{0.2} ).
    • ( v = \sqrt{\frac{128 \times 270.5}{0.2}} \approx \sqrt{172544} \approx 415.38 ) м/с.

Таким образом, пуля должна лететь со скоростью примерно 415 м/с, чтобы при ударе о преграду расплавиться, если предполагается, что 40% её кинетической энергии переходит в тепло.

avatar
ответил 6 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме