Question

Młot o masie 5kg spada na podkowę z wysokości 1m. O ile wzrośnie temp. młota ,a o ile podkowy podkowy. Proszę o rozwiązanie i o wytłumaczenie.

Answer 1

Zakładamy, że
- nie ma wymiany ciepła z otoczeniem (brak strat),
- młot i podkowa mają na początku tę samą temperaturę,
- cała energia mechaniczna ulega zamianie na energię wewnętrzną młota i podkowy,
- oba ciała nagrzewają się „natychmiast” w całej objętości do tej samej temperatury w obrębie całego ciała,
- masa podkowy jest znacznie mniejsza niż masa młota

m₁ - masa młota
m₂ - masa podkowy
∆h - wysokość z jakiej spada ciało
c- ciepło właściwe żelaza (materiał młota i podkowy)
∆E - energia zamieniona w ciepło - energia mechaniczna młota w chwili rozpoczęcia spadania
Q₁ - ciepło pobrane przez młot
Q₂ - ciepło pobrane przez podkowę

∆E=Q
∆E=m₁∙g∙∆h
Q₁=c∙m₁∙∆t
Q₂=c∙m₂∙∆t
Q=Q₁+Q₂
Q=∙m₁∙∆t+c∙m₂∙∆t
Q=c∙(m₁+m₂ )∙∆t
∆t=Q/(c∙(m₁+m₂ ) )
∆t=( m₁∙g∙∆h)/(c∙(m₁+m₂ ) )
dla m₁≫m₂
m₁+m₂≈m₁
Wtedy
∆t≈( m₁∙g∙∆h)/(c∙m₁)
Czyli
∆t≈( g∙∆h)/c

Potrzebne dane, to ciepło właściwe żelaza.
Informacja o masie podkowy (czy zdecydowanie mniejsza niż masa młota).
Temperatura początkowa młota i podkowy - na ogół kuje się gorące podkowy.