После выстрела из ружья пуля попадает в пластину, прикреплённую через пружину к стене. При ударе о пластину пуля нагревается на 300 °С, а пружина жёсткостью 400 Н/м сжимается на 5 см. С какой скоростью двигалась пуля, если её масса 20 г? Удельная теплоёмкость материала пули 350 Дж/(кг×К). Энергией затрачиваемой на деформацию пули, нагрев пластины и сопротивление воздуха пренебречь. а) 352 м/с б) 673 м/с в) 458 м/с г) 227 м/с

4 Сен 2019 в 19:43
211 +1
1
Ответы
1

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Пусть (v) - скорость пули до удара о пластину, (v') - скорость пули после удара.

Кинетическая энергия пули до удара:
[K_1 = \frac{1}{2}mv^2]

Кинетическая энергия пули после удара и её тепловая энергия:
[K_2 + Q = \frac{1}{2}mv'^2 + cm\Delta T]
где (c) - удельная теплоёмкость материала пули, (m) - масса пули, (\Delta T) - изменение температуры пули.

Также, в результате удара о пластину, пружина сжимается на 5 см. Энергия упругой деформации пружины равна кинетической энергии пули после удара:
[\frac{1}{2}kx^2 = \frac{1}{2}mv'^2]
[400 \cdot (0.05)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.02 \cdot v'^2]

Из этих трёх уравнений можно сформировать систему уравнений и решить её относительно скорости (v):
[\left{
\begin{array}{l}
\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}mv'^2 + 350 \cdot 0.02 \cdot 300 \
400 \cdot (0.05)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.02 \cdot v'^2
\end{array}
\right.]

Решив данную систему, получим (v \approx 673 \ м/с), что соответствует ответу б) 673 м/с.

20 Апр 2024 в 04:11
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир