Вопрос по физике:

Медный брусок массой 3 кг начинает скользить по наклонной плоскости, угол которой с горизонтом составляет 30 градусов. После прохождения 5 метров по наклонной поверхности, его скорость составляет 4 м/с. Какое изменение температуры бруска произойдет, если 80% выделившегося при трении тепла перейдет в его внутреннюю энергию? Теплоемкость меди равна 380 Дж/кг·К.

Физика 9 класс Динамика и теплота физика медный брусок наклонная плоскость угол 30 градусов скорость 4 м/с трение температура теплоемкость меди изменение температуры внутренняя энергия Новый

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассчитать, сколько тепла выделяется при трении медного бруска, и затем определить, насколько изменится его температура.

Шаг 1: Найдем силу трения.

• Сначала определим вес бруска: F = m * g, где:
• m = 3 кг (масса бруска)
• g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)
• Таким образом, F = 3 кг * 9.81 м/с² = 29.43 Н.

Шаг 2: Найдем компоненту силы тяжести, действующую вдоль наклонной плоскости.

• Сила тяжести, действующая вдоль наклонной плоскости, равна: Fg = F * sin(α), где α = 30 градусов.
• Считаем: Fg = 29.43 Н * sin(30°) = 29.43 Н * 0.5 = 14.715 Н.

Шаг 3: Теперь найдем работу, совершенную силой трения.

• Работа, совершенная силой трения, равна: A = Fg * d, где d = 5 м.
• Считаем: A = 14.715 Н * 5 м = 73.575 Дж.

Шаг 4: Найдем количество тепла, которое переходит в внутреннюю энергию бруска.

• Поскольку 80% выделившегося тепла переходит в внутреннюю энергию, то:
• Q = 0.8 * A = 0.8 * 73.575 Дж = 58.86 Дж.

Шаг 5: Рассчитаем изменение температуры бруска.

• Используем формулу для изменения температуры: Q = m * c * ΔT, где:
• Q = 58.86 Дж (количество тепла)
• m = 3 кг (масса бруска)
• c = 380 Дж/кг·К (теплоемкость меди)
• ΔT = изменение температуры.
• Переписываем формулу: ΔT = Q / (m * c).
• Подставляем значения: ΔT = 58.86 Дж / (3 кг * 380 Дж/кг·К).
• Считаем: ΔT = 58.86 / 1140 ≈ 0.0517 К.

Таким образом, изменение температуры медного бруска составит примерно 0.052 К (или 0.052 °C).