После выстрела из ружья пуля попадает в пластину, прикреплённую через пружину к стене. При ударе о пластину пуля нагревается на 300 °С, а пружина жёсткостью 400 Н/м сжимается на 5 см. С какой скоростью двигалась пуля, если её масса 20 г? Удельная теплоёмкость материала пули 350 Дж/(кг×К). Энергией затрачиваемой на деформацию пули, нагрев пластины и сопротивление воздуха пренебречь. а) 352 м/с б) 673 м/с в) 458 м/с г) 227 м/с

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Кинетическая энергия пули до удара о пластину равна работе, совершенной пружиной и теплу, выделенному при нагреве пули:

[\frac{m v^2}{2} = \frac{k x^2}{2} + mc\Delta T]

где (m) - масса пули, (v) - скорость пули, (k) - жёсткость пружины, (x) - сжатие пружины, (c) - удельная теплоёмкость материала пули, (\Delta T) - изменение температуры пули.

Подставляем известные значения и решаем уравнение:

[\frac{0.02 \cdot v^2}{2} = \frac{400 \cdot 0.05^2}{2} + 0.02 \cdot 350 \cdot 300]

[0.01v^2 = 5 + 210]

[0.01v^2 = 215]

[v^2 = 21500]

[v \approx 146.66 \text{ м/с}]

Следовательно, скорость пули при ударе о пластину около 147 м/с.

Ответ: нет варианта на выбор, ближайший ответ - 227 м/с.