Задание 20 ОГЭ по физике №00021746

Задание №20. Расчётная задача

Законы Сохранения

№2. Задание 20

ID: 00021746

Летящая пуля пробивает тонкую деревянную стенку. В момент удара о стенку скорость пули была равна $$400$$ м/с. В процессе торможения температура пули увеличилась с $$50$$ до $$300$$ °C. Какую скорость имела пуля при вылете из стенки, если считать, что всё количество теплоты, выделяемое при торможении в стенке, поглощается пулей? Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена пуля, равна $$140$$ Дж/(кг·°C).

Источник: ФИПИ

Решение

Что происходит

В стенке пуля тормозит: часть её кинетической энергии превращается в теплоту, и по условию вся эта теплота идёт на нагрев самой пули. Значит, «пропавшая» кинетическая энергия равна теплоте, на которую пуля нагрелась.

Законы

1) Закон сохранения энергии: $\dfrac{mv_1^2}{2}=\dfrac{mv_2^2}{2}+Q$ , где $$v_1$$ и $$v_2$$ — скорости до стенки и после вылета.

2) Теплота на нагрев пули: $Q=cm\Delta t$ .

Считаем

Подставим $$Q$$ и сократим массу пули: $\dfrac{v_1^2}{2}=\dfrac{v_2^2}{2}+c\Delta t$ , откуда $v_2=\sqrt{v_1^2-2c\Delta t}$ .

Нагрев: $\Delta t=300-50=250$ °C.

$v_2=\sqrt{400^2-2\cdot140\cdot250}=\sqrt{160000-70000}=\sqrt{90000}=300$ м/с.

Ответ

$$v_2=300$$ м/с

Видеоразбор

Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)