W mechanicznej kuźni młot o masie 100 kg uderza z prędkością 7 m/s w ołowianą płytkę o masie 500g, po uderzeniu młot odskakuje na maksymalną wysokość 10 cm. Oblicz o ile stopni ogrzeje się płytka, jeżeli pobiera całe ciepło wydzielone w tym procesie?
Dane:
m młotu = 100kg
V młotu = 7m/s
m płytki = 500g
h młota po uderzeniu = 10cm
Cwł Pb = 125J/kg*K
Szukane:
Δt
Rozwiązanie:
Ek = mV²/2
Ek młotu = 100kg*(7m/s)²/2 = 100kg*49m²/s²/2 = 4900/2 J = 2450J
Ep = mgh
Ep młotu po odskoczeniu = 100kg*10m/s²*10cm = 1000N*0,1m = 100J
Energia przekazana płytce ołowianej (z zasady zachowania energii):
2450J-100J = 2350J
Q = m*c*Δt
2350J = 500g*125J/kg*K*Δt
2350J = 0,5kg*125J/kg*K*Δt
2350J = 62,5J/K*Δt |:62,5J/K
Δt = 37,6K
Odpowiedź:
Płytka ogrzeje się o 37,6K.
--------------------------------------------------
czyżby zadanie z konkursu kuratoryjnego z fizyki w województwie łódzkim? ;D