Potrzebuje rozwiązania dowolnych 3 zadań z termodynamiki spośród tych pięciu :
1. Pociąg towarowy o masie 3000 ton, jadący z prędkością 72 km/h zahamowano za pomocą hamulców. O ile wzrosła energia wewnętrzna hamulców i kół wagonów,o które tarły te hamulce ?
2. Pocisk o masie 10 g, lecący z prędkością 600 m/s przebił deskę i wyleciał z niej z prędkością 400 m/s. O ile wzrosła energia wewnętrzna pocisku i deski wskutek ubytku energii kinetycznej pocisku ?
3. Piłka o masie 0,1kg uderza o podłogę z prędkością 6m/s a po odbiciu osiąga wysokość 0,8m. Ile energii mechanicznej zmieniło sięna inne rodzje energii (wewnętrzną, akustyczną) ?
4. Piłka o masie 200g spadła z wysokości 15m i po odbiciu podskoczyła na wysokość 10 m. Ile przy tym energii mechanicznej zamieniło się na energię wewnętrzną i akustyczną ?
5. Ciało o masie 1kg, rzucone pionowo do dołu z wysokości 30m z prędkością 20m/s upadło na powierzchnię Ziemi z prędkością 30m/s. Ile wynosiła praca hamowania powietrza? Jaki skutek wywołała ta praca ?
1. Dane:
m=3000t=3000000kg
Δv=72km/h=20m/s (możemy uznać Δv, ponieważ vk=0)
Szukane:
ΔEw=?
Wzór:
ΔEw=ΔEk (energia kinetyczna zmienia się w energię wewnętrzną)
Ek=½mv²
Rozwiązanie:
ΔEw=½*3000000kg*(20m/s)²
ΔEw=½*3000000kg*400m²/s²
ΔEw=600000000J=0,6GJ (gigadżuli)
Odp. Energia wewnętrzna hamulców i kół wagonów wzrosła o 0,6GJ.
2. Dane:
m=10g=0,01kg
v₁=600m/s
v₂=400m/s
Szukane:
ΔEw=?
Wzór:
ΔEw=ΔEk (jak wzór wyżej)
ΔEw=½m(v₁-v₂)² (tutaj nie można użyć Δv, ponieważ mamy różne wartości)
Rozwiązanie:
ΔEw=½*0,01kg*[(600m/s)²-(400m/s)²]
ΔEw=½*0,01kg*[360000m²/s²-160000m²/s²]
ΔEw=½*0,01kg*200000m²/s²
ΔEw=1000J=1kJ
Odp. Energia wewnętrzna pocisku i deski wzrosła o 1kJ.
3. Dane:
m=0,1kg
v=6m/s
h=0,8m
g=10m/s²
Szukane:
Em=?
Wzór:
ΔE=Em
ΔE=Ek-Ep
Ep=mgh
Ek=½mv²
Rozwiązanie:
Ep=0,1kg*10m/s²*0,8m
Ep=0,8J
Ek=½*0,1kg*(6m/s)²
Ek=½*0,1kg*36m²/s²
Ek=1,8J
Em=1,8J-0,8J
Em=1J
Odp. Na inne rodzaje energii zamienił 1J energii mechanicznej.
4. Dane:
m=200g=0,2kg
h₁=15m
h₂=10m
g=10m/s²
Szukane:
Em=?
Wzór:
Em=ΔEp
ΔEp=mgΔh
Δh=h₁-h₂
Rozwiązanie:
Δh=15m-10m
Δh=5m
Em=0,2kg*10m/s²*5m
Em=10J
Odp. Na energię wewnętrzną i akustyczną zmieniło się 10J energii mechanicznej.
5. Dane:
m=1kg
h=30m
g=10m/s²
v₁=20m/s
v₂=30m/s
Szukane:
W=?
Wzór:
W=ΔE
ΔE=Ep-Ek
===============
Ep=mgh
ΔEk=½m(v₂²-v₁²)
Rozwiązanie:
Ep=1kg*10m/s²*30m
Ep=300J
ΔEk=½*1kg*[(30m/s)²-(20m/s)²]
ΔEk=½*1kg*(900m²/s²-400m²/s²)
ΔEk=½*1kg*500m²/s²
ΔEk=250J
W=300J-250J
W=50J
Odp. Praca hamowania powietrza wynosiła 50J. Skutkiem tej pracy było zmniejszenie prędkości końcowej wskutek sił oporu.
Wybór należy od Ciebie. :)
Pozdrawiam.