Железная гиря падает на землю и ударяется абсолютно неупруго о бетонный пол. Скорость гири перед ударом равна 10 м/с. Температура гири перед ударом составляла 20 °С. До какой температуры нагреется гиря, если считать, что все количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей? (Удельная теплоемкость железа 450 Дж/кг °С.)

Кинетическая энергия = Q (т. к вся энергия передалась гире)

К. э=v^2*2/2 с

Q=cm (tконечное - tнулевое)

Приравниваешь и у нас сокращается масса по правилам дробей

tконечное=v^2/2c+tнулевое

tконечное = 10 м/с^2/2*450 + 20 = 100/900 + 20 = 1/9 + 20=20,1 градусов

1. Непосредственно перед ударом гиря имеет кинетическую энергию равную

Eк=mv^2/2

где m - масса гири, v - ее скорость перед ударом.

2. При ударе о препятствие вся кинетическая гири перейдет в тепловую и гиря нагреется. При этом полученное тепло равно

Q=cmΔt=Ек=mv^2/2

где c - удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлена гиря, а Δt - разница температур гири до и после нагрева.

3. Выразим Δt:

Δt=mv^2/2/mc = v^2/2c = 100/900 = 0,11°C

Значит, конечная температура - 20,11°С

Ответ: 20,11°С