Ударная часть молота массой 10 тонн падает с высоты 2,5 метра на стальную деталь. Какую массу имеет стальная деталь, если после 32 ударов она нагрелась на 20 градусов Цельсия? КПД составляет 25%.

Дано: ударная часть молота массой $m = 10$ т падает с высоты $h = 2{,}5$ м. Всего было $n = 32$ удара. Деталь нагрелась на $\Delta T = 20^\circ C$. КПД нагревания детали $\eta = 25\% = 0{,}25$.

Потенциальная энергия молота перед одним ударом:

Масса молота:

Тогда энергия одного удара:

За 32 удара молот совершит работу:

Но только 25% этой энергии пошло на нагревание стальной детали:

Количество теплоты, полученное стальной деталью:

Для стали берём удельную теплоёмкость примерно

Тогда масса детали:

Подставим значения:

Ответ: масса стальной детали примерно 213 кг.

Если в школьной задаче принять $g = 10\ \text{м/с}^2$, то получится:

То есть с округлением ответ можно записать как около 215 кг, или примерно 0,21 т.