Экспериментатор решил проверить, сколько раз надобно выстрелить в свинцовый кубик, чтоб

Экспериментатор решил проверить, сколько раз надобно выстрелить в свинцовый кубик, чтоб его расплавить. Он положил на nbsp;безусловно nbsp;гладкую nbsp;горизонтальной nbsp;поверхность nbsp;свинцовый кубик массой 81 г и стал в него стрелять из винтовки, причем он нашел, что пули застревают в кубике. Пули nbsp;были изготовлены тоже из nbsp;свинца, масса пули 9 nbsp;г, nbsp;скорость пули направлена горизонтально и была одинакова 700 м/с, температура пули перед ударом 127С,
температура nbsp;кубика nbsp;до nbsp;начала nbsp;стрельбы 27С, nbsp;удельная nbsp;теплоемкость nbsp;свинца 130 nbsp;Дж/(кг С), nbsp;его nbsp;температура nbsp;плавления 327С. Утратами nbsp;тепла nbsp;на nbsp;нагрев воздуха и поверхности и на термическое излучение пренебречь.

Задать свой вопрос
1 ответ
Явно, nbsp;что nbsp;удар nbsp;пуль nbsp;о nbsp;мишень nbsp;неупругий, nbsp;и несохраняющаяся часть механической nbsp;энергии идет на нагрев мишени и пули. Для nbsp;корректного расчета необходимо учесть а) увеличение массы мишени за счет застревающих пуль, в т.ч. при расчете нужной для нагрева энергии и б) наличие скорости nbsp;у мишени перед nbsp;ударом nbsp;2-ой и следующих пуль. (Числовые nbsp;данные задачки nbsp;умышленно подобраны nbsp;так, nbsp;чтоб правильный ответ выходил nbsp;только при учете обоих упомянутых моментов.)
В общем виде выкладки к задаче очень громоздки, потому сходу получим числовые значения неких отличительных величин:
1. Кинетическая энергия одной пули: 2,205 кДж.
2. nbsp;Энергия, nbsp;нужная nbsp;для nbsp;нагрева nbsp;до nbsp;плавления nbsp;мишени (без nbsp;пуль): 3,159 кДж.
3. Энергия, нужная для нагрева до плавления одной пули: 0,234 кДж.
Так как масса мишени в 9 раз больше массы пули, то из закона сохранения импульса следует, что после попадания в мишень первой пули она приобретает nbsp;скорость 0,1v, nbsp;тогда nbsp;в nbsp;тепло nbsp;будет перебегать nbsp;энергия nbsp;равная:
Q1=0,5 (mv^2(M+m)(0,1v)^2)=0,5m(1100,01)v^2=0,92,205кДж=1,985 nbsp;кДж, nbsp;которой, nbsp;явно, недостаточно для нагрева до нужной температуры.
При ударе 2-ой пули закон сохранения импульса имеет вид:
mv+0,1(M+m)v=(M+2m)v2, откуда nbsp;скорость после попадания nbsp;2-ой пули nbsp;v2=2/11v.
Тогда переходящая nbsp;в тепло nbsp;энергия будет одинакова:
Q2=0,5(mv^2+(M+m)(0,1v)^2(M+2m)(2/11v)^2)=(1+100,014/11)2,205 кДж=1,623 кДж.
Таким образом, после попадания 2-ух пуль в тепло перебегает 1,985+1,623=3,608 nbsp;кДж, nbsp;а nbsp;для nbsp;нагрева nbsp;до nbsp;плавления nbsp;мишени nbsp;и nbsp;2-ух пуль необходимо 3,159+0,234+0,234=3,627 кДж, т.е. немножко больше. Потому 2-ух пуль не хватит, а 3-х точно хватит, т.к. энергия пули более чем в 10 раз превосходит недостающие 3,6273,608+0,234=0,253 кДж энергии.
Ответ: три выстрела.
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Последние вопросы

Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт