Молот массой 2 т падает на стальную болванку массой 1 кг с высоты 3м. На сколько градусов нагреется болванка при ударе, если на нагревание идёт 50% всей энергии молота

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы сохранения энергии.

Изначально молот имеет потенциальную энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию при падении. После удара кинетическая энергия молота преобразуется во внутреннюю энергию болванки (нагревание).

Найдем кинетическую энергию молота до удара:
Ek = mgh, где m - масса молота, g - ускорение свободного падения, h - высота падения.
Ek = 2000 кг 9.8 м/c^2 3 м = 58800 Дж

После удара 50% этой энергии передается на нагревание болванки:
Enag = 0.5 * Ek = 29400 Дж

Пусть Т - увеличение температуры в градусах Цельсия болванки.

Для нагревания одного килограмма вещества на 1 °C требуется 4200 Дж энергии, тогда можно записать уравнение:
Enag = mcΔT, где c - удельная теплоемкость материала болванки, ΔT - увеличение температуры.

Тогда ΔT = Enag / (mc)

Для стали удельная теплоемкость составляет примерно 460 Дж/(кг°C), подставляем все данные:
ΔT = 29400 Дж / (1 кг 460 Дж/(кг*°C)) = 63,9 °C

Таким образом, болванка нагреется на 63,9 градусов Цельсия.