Маленький свинцовый шарик объёмом 0,01 см (кубических) Равномерно падает в воде. Какое количество теплоты выделится при перемещении шарика на 6 м?

Дано:

V = 0,01 см³ = 0,01 * 10^-6 м3 - объем свинцового шарика;

ro = 11300 кг/м³ - плотность свинца;

g = 10 м/с² - ускорение свободного падения;

L = 6 метров;

ro1 = 1000 кг/м³ - плотность воды.

Требуется определить, какое количество теплоты Q (Джоуль) выделится при перемещении шарика на расстояние L.

По условию задачи, шарик падает в воде равномерно. Тогда, по первому закону Ньютона:

Fтяжести + Fсопротивления = Fархимеда;

Fсопротивления = Fтяжести - Fархимеда;

Fсопротивления = m * g - V * g * ro1 = V * ro * g - V * g * ro1 =

= V * g * (ro - ro1) = 0,01 * 10^-6 * 10 * (11300 - 1000) = 0,01 * 10^-5 * 10300 =

= 0,01 * 10^-1 * 1,03 = 0,001 Ньютон.

Работа силы сопротивления будет истрачено на нагрев шара. Тогда:

Q = A = Fсопротивления * L = 0,001 * 6 = 0,006 Джоулей = 6 мДж.

Ответ: при перемещении шарика выделится теплота, равная 6 мДж.