Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 2455
i

Гиря па­да­ет на землю и уда­ря­ет­ся аб­со­лют­но не­упру­го о пре­пят­ствие. Ско­рость гири перед уда­ром равна 14 м/с. Тем­пе­ра­ту­ра гири перед уда­ром со­став­ля­ла 20 °C. До какой тем­пе­ра­ту­ры на­гре­ет­ся гиря, если счи­тать, что все ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­ля­е­мое при ударе, по­гло­ща­ет­ся гирей? Удель­ная теп­ло­ем­кость ве­ще­ства, из ко­то­ро­го из­го­тов­ле­на гиря, равна 140 Дж/(кг·°С).

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При ударе ки­не­ти­че­ская энер­гия (по­тен­ци­аль­ную энер­гию гири в поле тя­же­сти не­по­сред­ствен­но перед уда­ром можно счи­тать рав­ной нулю, так как

E_п=mgh,

где h  — вы­со­та над зем­лей, ко­то­рую можно перед уда­ром счи­тать прак­ти­че­ски рав­ной нулю) гири пол­но­стью пе­рей­дет в теп­ло­вую, то есть E_к=E_тепл, так как рас­смат­ри­ва­ем аб­со­лют­но не­упру­гий удар.

1.  Не­по­сред­ствен­но перед уда­ром гиря имеет ки­не­ти­че­скую энер­гию рав­ную

E_к= дробь: чис­ли­тель: m v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

где m  — масса гири, υ — ее ско­рость перед уда­ром.

2.  При ударе о пре­пят­ствие вся ки­не­ти­че­ская гири пе­рей­дет в теп­ло­вую и гиря на­гре­ет­ся. При этом по­лу­чен­ное тепло равно

Q_пол=mc\Delta t=E_к= дробь: чис­ли­тель: m v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

где c  — удель­ная теп­ло­ем­кость ве­ще­ства, из ко­то­ро­го из­го­тов­ле­на гиря, а Δt  — раз­ни­ца тем­пе­ра­тур гири до и после на­гре­ва.

3.  Вы­ра­зим Δt:

\Delta t= дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: m v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: mc конец дроби = дробь: чис­ли­тель: v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2c конец дроби =0,7 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка С.

Таким об­ра­зом, ко­неч­ная тем­пе­ра­ту­ра гири будет равна 20,7 °C.

 

Ответ: 20,7 °C.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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 балл3
Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Ва­ри­ант 1313