Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049198

Спутник годами летает с огромной скоростью, а целым остаётся до самого снижения. Обрати внимание на слова условия: нижние плотные слои. Там и надо искать причину.

На большой высоте воздуха почти нет, и тормозить спутник нечему. Внизу плотность большая, на каждом метре пути встречается очень много молекул. Спутник летит около $8$ км/с, сжимает воздух перед собой и трётся о него. Силы сопротивления совершают работу.

Скорость падает, значит, кинетическая энергия тратится. Она переходит во внутреннюю энергию корпуса и окружающего воздуха. Температура корпуса растёт, он раскаляется, плавится и сгорает.

Проверим себя числом. Хватит ли этой энергии? Возьмём $1$ кг спутника при скорости $8000$ м/с:

$$E=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{1\cdot 8000^2}{2}=32\,000\,000\text{ Дж}$$

Сравним с тем, сколько нужно, чтобы $1$ кг алюминия нагреть от $20\text{ }{}^\circ\text{С}$ до температуры плавления $660\text{ }{}^\circ\text{С}$ и расплавить. Удельная теплоёмкость алюминия $920$ Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления $390\,000$ Дж/кг:

$$Q=920\cdot 1\cdot 640+390\,000=978\,800\text{ Дж}$$

Энергии у спутника примерно в $30$ раз больше. Даже если большая часть уйдёт в воздух, остатка хватит с запасом.