Задание №5104.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике

Гиря падает на землю, ударяется о препятствие и нагревается от 30 °С до 100 °С. Чему была равна скорость гири перед ударом? Считать, что всё количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей. Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена гиря, равна 140 Дж/(кг·°С).

Пояснение:
Дано:
t₁ = 30 °С
t₂ = 100 °С
c = 140 Дж/(кг · °С)

Найти:
u — ?

Решение:
Найдем количество теплоты, необходимой для нагревания гири на 100 – 30 = 70 °С по формуле:
$$ Q = cm(t_2 - t_1), $$ где c — удельная теплоемкость вещества, m — масса тела, t₂ и t₁ — конечная и начальная температуры тела.

Q = 140 Дж/(кг · °С) · m · 70 °С = 9800m Дж.
В момент удара о препятствие кинетическая энергия гири перешла в ее внутреннюю энергию.

Выразив скорость из формулы для определения кинетической энергии \( E_\text{к} = {mv^2 \over 2}, \) получим:
$$ u = \sqrt{2E_\text{к} \over m}. $$ Тогда:
$$ u = \sqrt{2 \cdot 9800m \ \text{Дж} \over m} = 140 \ \text{м/с}. $$ Ответ: 140 м/с.

Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке

Тест с похожими заданиями