Рабочий вбивает железный гвоздь массой 50г в доску и ударяет 20 раз молотком, масса которого 0,5кг и конечная скорость 10м/сек. На сколько градусов нагреется гвоздь, если предположить, что половина выделенной при ударах теплоты пойдёт на его нагревание. Считать, что после удара молоток неподвижен. Удельная теплоемкость железа 460 Дж/кг•С
Рабочий вбивает железный гвоздь массой 50г в доску и ударяет 20 раз молотком, масса которого 0,5кг и конечная скорость 10м/сек. На сколько градусов нагреется гвоздь, если предположить, что половина выделенной при ударах теплоты пойдёт на его нагревание. Считать, что после удара молоток неподвижен. Удельная теплоемкость железа 460 Дж/кг•С
Похожие вопросы
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
Для начала найдем силу удара молотка по гвоздю. Для этого воспользуемся законом сохранения импульса:
m1 v1 = m2 v2,
где m1 и v1 - масса и скорость молотка, m2 и v2 - масса и скорость гвоздя после удара.
0.5 кг 0 = 0.55 кг v2,
v2 = 0 м/с.
Теперь найдем работу, совершенную молотком за один удар:
A = F * s,
где F - сила удара, s - путь, пройденный молотком.
A = F s = m a s = 0.5 кг 10 м/с^2 * 0.05 м = 0.25 Дж.
Половина этой работы переходит в тепло, поэтому 0.125 Дж тепла ушло на нагревание гвоздя.
Для нагревания гвоздя на Δt градусов потребуется тепло:
Q = m c Δt,
где m - масса гвоздя, c - удельная теплоемкость, Δt - изменение температуры.
0.05 кг 460 Дж/(кгС) * Δt = 0.125 Дж,
Δt = 0.125 Дж / (0.05 кг 460 Дж/(кгС)) ≈ 0.0054 C.
Таким образом, гвоздь нагреется на 0.0054 градуса.