Механика +… — Задание 22 ОГЭ по физике №00022510
Задание №22. Комбинированная расчётная задача
Механика + Термодинамика
№2. Задание 22
ID: 00022510
Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью $v_1 = 200$ м/с, пробивает её и вылетает со скоростью $v_2 = 100$ м/с. При этом пуля нагревается на $75\ ^\circ\text{C}$. Какая часть выделившегося количества теплоты пошла на нагревание пули?
Источник: ФИПИ
Решение
Пуля пробивает преграду, теряет скорость и нагревается. Надо найти, какая доля всей выделившейся теплоты пошла именно на нагрев самой пули. Работаем через закон сохранения энергии и формулу теплоты.
Шаг 1. При пробивании сила сопротивления тормозит пулю: её кинетическая энергия уменьшается, а убыль превращается в теплоту. Вся выделившаяся теплота: $Q=\dfrac{mv_1^2}{2}-\dfrac{mv_2^2}{2}=\dfrac{m(v_1^2-v_2^2)}{2}$.
Шаг 2. На нагрев самой пули идёт лишь часть теплоты: $Q_\text{нагр}=cm\Delta t$, где $c=130\ \text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}$ — удельная теплоёмкость свинца.
Шаг 3. Ищем долю — отношение $\dfrac{Q_\text{нагр}}{Q}=\dfrac{cm\Delta t}{\dfrac{m(v_1^2-v_2^2)}{2}}=\dfrac{2c\Delta t}{v_1^2-v_2^2}$. Масса сокращается — и это удобно, ведь она не дана.
Шаг 4. Подставляем: $\dfrac{2\cdot 130\cdot 75}{200^2-100^2}=\dfrac{19500}{40000-10000}=\dfrac{19500}{30000}=0{,}65$.
Ответ
$\dfrac{Q_\text{нагр}}{Q}=0{,}65$
Другие задания по теме «Механика + Термодинамика» (8)
- Задание 22 №00045995 — Чему равен КПД бензинового двигателя подъёмника, если известно, что при…
- Задание 22 №00045994 — На гладкой горизонтальной поверхности лежит деревянный брусок массой 100 г. В…
- Задание 22 №00045993 — Свинцовый шар падает без начальной скорости с высоты 13 м на землю и ударяется…
- Задание 22 №00045360 — Стальная гиря массой 50 кг падает без начальной скорости с высоты 30 м на…
- Задание 22 №00040615 — Летящая пуля пробивает тонкую деревянную стенку. В момент удара о стенку…
- Задание 22 №00040576 — Стальная пуля пробивает деревянную стену. Скорость пули до удара о стену равна…
- Задание 22 №00040543 — Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью ипсилон индекс 1 равно 200…
- Задание 22 №00040432 — Гиря падает на землю и ударяется о препятствие на поверхности земли. Скорость…