Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь. Какую массу имеет стальная деталь, если после 32 ударов она нагрелась на 20 °C? На нагревание расходуется 25% энергии молота.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Молот падает только в поле силы тяжести, поэтому выполняется закон сохранения энергии. Непосредственно перед ударом молот имеет кинетическую энергию, равную потенциальной энергии поднятого тела $E_п=Mgh$ После n ударов на нагревание стальной детали пошла энергия
$E=n\eta Mgh$
Стальная деталь нагрелась, поэтому полученное тепло = $Q=mc\Delta t$ Запишем уравнение теплового баланса и выразим оттуда массу детали:
$Q=E = сильно mc\Delta t=n\eta Mgh = сильно m= \frac{n\eta Mgh}{c\Delta t}$
После подстановки получаем:
$m= \frac{32 \cdot 0,25 \cdot 10 в степени 4 кг \cdot 10м/с ^2 \cdot 2,5м}{500Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 20 ^{\circ} С} =200кг$
Ответ: m = 200 кг.
$E=n\eta Mgh$
Стальная деталь нагрелась, поэтому полученное тепло = $Q=mc\Delta t$ Запишем уравнение теплового баланса и выразим оттуда массу детали:
$Q=E = сильно mc\Delta t=n\eta Mgh = сильно m= \frac{n\eta Mgh}{c\Delta t}$
После подстановки получаем:
$m= \frac{32 \cdot 0,25 \cdot 10 в степени 4 кг \cdot 10м/с ^2 \cdot 2,5м}{500Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 20 ^{\circ} С} =200кг$
Ответ: m = 200 кг.
Правильный ответ:
m = 200 кг
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 105707 • Задание №12
Прямолинейный проводник длиной L, по которому протекает ток I, помещён в однородное магнитное поле перпендикул...
ID 107906 • Задание №23
Горизонтальный прямолинейный проводник расположен в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией 20 мТ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 168202
В электрическую сеть с напряжением 120 В включены пять резисторов по схеме, изображенной на рис...
ID 168203
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображенной на ри...
ID 168204
Резистор №1 сопротивлением 25 Ом включен последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением ...
ID 168205
Гиря падает на землю и ударяется абсолютно неупруго о препятствие. Скорость гири перед ударом р...
ID 168206
Металлический шар массой m1 = 2 кг упал на свинцовую пластину массой m2 = 1 кг и остановился. П...