W mechanicznej kuźni młot o masie 100 kg uderza z prędkością 7 frac{m}{s} w ołowianą płytkę o masie 500 kg. Po uderzeniu młot odskakuje na maksymalną wysokość 10 cm. Oblicz o ile stopni ogrzeje się płytka, jeżeli pobiera całe ciepło wydzielone w tym proc

W mechanicznej kuźni młot o masie 100 kg uderza z prędkością 7 frac{m}{s} w ołowianą płytkę o masie 500 kg. Po uderzeniu młot odskakuje na maksymalną wysokość 10 cm. Oblicz o ile stopni ogrzeje się płytka, jeżeli pobiera całe ciepło wydzielone w tym procesie. Ciepło właściwe ołowiu: 125 J/kgK
Odpowiedź

Najpierw liczymy jaką energię ma młot o masie [latex]m=100kg[/latex] przy prędkości [latex]v=7frac{m}{s}[/latex]. Na energię mechaniczną młota w chwili uderzenia składa się jedynie energia kinetyczna, zatem : [latex]E=frac{mv^2}{2}=frac{100kgcdot (7frac{m}{s})^2}{2}=2450J [/latex] Energia zgromadzona w młocie w chwili uderzenia zostanie zamieniona na inne postaci tej energii. Między innymi na : - energię kinetyczną młota - dzięki niej młot odskoczy po uderzeniu i wzniesie się na daną wysokość tracąc przy tym energię kinetyczną, ale zyskując tyle samo energii potencjalnej grawitacji  - energię cieplną, dzięki której ołowiana płytka się nagrzeje Przyjmujemy, że pozostałe straty energii są znikome tzn. np. energia dźwięku uderzenia. Przyjmujemy też, że młot w ogóle się nie nagrzeje. Energia potencjalna jaką zyska młot po uderzeniu jest równa : [latex]E=mgh=100kgcdot 10frac{m}{s^2}cdot 0,1 m=100J[/latex] Pozostała energia ([latex]2450J-100J = 2350J[/latex]) zostanie zamieniona na ciepło. Znając ciepło właściwe ołowiu możemy obliczyć o ile wzrośnie jego temperatura. [latex]Q=mC_wDelta T\ Delta T=frac{Q}{mC_w}=frac{2350J}{0,5kgcdot 125frac{J}{kgK}}=37,6K [/latex] Temperatura płytki wzrośnie o [latex]37,6K[/latex] czyli o tyle samo stopni Celsjusza.

Dodaj swoją odpowiedź