Вопрос задан 12.04.2025 в 15:00. Предмет Физика. Спрашивает Габрукович Екатерина.

Две одинаковые пули ударяются о стенку. Первая пуля нагревается на 0,5 К,
вторая — на 8 К. Во сколько раз скорость второй пули больше, чем первой, если вся энергия пуль расходуется на их нагревание?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Бездетко Алексей.

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать принцип сохранения энергии и форму для изменения температуры, связанного с теплотой, которая передается от пули в стенку. Предположим, что вся кинетическая энергия пули расходуется на её нагревание.

  1. Энергия, расходуемая на нагрев пули:
    Для нагрева пули используется её кинетическая энергия. Изменение температуры пули можно связать с количеством тепла QQ, которое пуля передает стенке. Кинетическая энергия пули можно выразить как:
Q=mv22Q = \frac{m \cdot v^2}{2}

где:

  • mm — масса пули,
  • vv — скорость пули,
  • QQ — энергия, расходуемая на нагревание.

Для нагрева пули до температуры ΔT\Delta T, можно использовать формулу:

Q=mcΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta T

где:

  • cc — удельная теплоёмкость материала пули,
  • ΔT\Delta T — изменение температуры пули.

Поскольку вся кинетическая энергия пули расходуется на её нагревание, можно приравнять два выражения для энергии:

mv22=mcΔT\frac{m \cdot v^2}{2} = m \cdot c \cdot \Delta T

Масса mm сокращается, и получаем:

v22=cΔT\frac{v^2}{2} = c \cdot \Delta T

Или, выражая скорость vv, имеем:

v=2cΔTv = \sqrt{2 \cdot c \cdot \Delta T}
  1. Сравнение скоростей пуль:
    Теперь для двух пуль, у которых одинаковые массы и удельные теплоёмкости, но разные изменения температуры, скорость пули можно выразить как:
v1=2cΔT1v_1 = \sqrt{2 \cdot c \cdot \Delta T_1} v2=2cΔT2v_2 = \sqrt{2 \cdot c \cdot \Delta T_2}

Где:

  • ΔT1=0,5\Delta T_1 = 0,5 K — изменение температуры первой пули,
  • ΔT2=8\Delta T_2 = 8 K — изменение температуры второй пули.

Теперь найдем, во сколько раз скорость второй пули больше, чем первой. Для этого разделим выражения для скоростей:

v2v1=2cΔT22cΔT1=ΔT2ΔT1\frac{v_2}{v_1} = \frac{\sqrt{2 \cdot c \cdot \Delta T_2}}{\sqrt{2 \cdot c \cdot \Delta T_1}} = \sqrt{\frac{\Delta T_2}{\Delta T_1}}

Подставим значения для ΔT1\Delta T_1 и ΔT2\Delta T_2:

v2v1=80,5=16=4\frac{v_2}{v_1} = \sqrt{\frac{8}{0,5}} = \sqrt{16} = 4

Ответ: Скорость второй пули в 4 раза больше скорости первой.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос