Маленький свинцовый шарик объемом 0,03 см3 = мерно падает в воде. Какое количество теплоты выделится при перемещении шарика на 4 м?
💡 Пошаговый разбор и решение:
При падении шарика на него действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз, сила Архимеда, направленная вертикально вверх, и сила сопротивления воды, направленная вверх противоположно направлению движения. Так как движение = мерное, то = действующая этих сил равна 0:
$F_A + F_c - mg = 0$
Сила Архимеда равна $F_A = \rho_вgV$ сила тяжести равна $F_тяж = mg = \rho_cgV$ Тогда сила сопротивления воды равна
$F_c = \rho_cgV - \rho_вgV = gV ( \rho_c - \rho_в )$
Эта сила совершает механическую работу $A=F_cs$ которая идет на выделение количества теплоты при перемещении шарика. Таким образом, получаем:
$Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$ $Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) =$
$= 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$ $Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) =$
$= 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) =$
$= 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$
Ответ: 12,42 мДж.
$F_A + F_c - mg = 0$
Сила Архимеда равна $F_A = \rho_вgV$ сила тяжести равна $F_тяж = mg = \rho_cgV$ Тогда сила сопротивления воды равна
$F_c = \rho_cgV - \rho_вgV = gV ( \rho_c - \rho_в )$
Эта сила совершает механическую работу $A=F_cs$ которая идет на выделение количества теплоты при перемещении шарика. Таким образом, получаем:
$Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$ $Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) =$
$= 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$ $Q = gVs ( \rho_c - \rho_в ) =$
$= 10 \cdot 0,03 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 4 \cdot ( 11 350 - 1000 ) =$
$= 12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 ) Дж = 12,42мДж$
Ответ: 12,42 мДж.
Правильный ответ:
12,42 мДж
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 108342 • Задание №24
[рис.] На рисунке схематически показана эллиптическая орбита некоторого астероида, движущегося вокруг Солнца.
...
ID 103994 • Задание №6
Идеальный газ нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объеме, зате...
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 с указанием единиц измерения величины, 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 с указанием единиц измерения величины, 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...