Номер 670, страница 78 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 28. Превращение одного вида механической энергии в другой - номер 670, страница 78.

Решение.

Решение

Это явление объясняется превращением механической энергии в тепловую за счет работы силы трения. Когда мы прижимаем монету к фанере и двигаем ее, между поверхностью монеты и поверхностью фанеры возникает сила трения скольжения. Чтобы перемещать монету, мы прикладываем силу, которая совершает работу против силы трения.

Согласно закону сохранения энергии, работа, совершаемая против силы трения, переходит во внутреннюю энергию трущихся тел — монеты и фанеры. Это приводит к их нагреванию. Работа силы трения $A_{тр}$ равна количеству выделившейся теплоты $\text{Q}$.

Интенсивность нагрева зависит от нескольких факторов:

• Силы давления пальца на монету: чем сильнее давление, тем больше сила трения и тем быстрее происходит нагрев.
• Скорости движения монеты: чем выше скорость, тем большую работу мы совершаем в единицу времени, и тем интенсивнее выделяется тепло.
• Коэффициента трения между материалом монеты и фанерой.

Так как монета сделана из металла, она обладает высокой теплопроводностью, поэтому она быстро и достаточно равномерно нагревается по всему объему. Палец, находящийся в постоянном контакте с монетой, получает от нее теплоту путем теплопроводности. В какой-то момент температура монеты достигает значения, которое кожные рецепторы воспринимают как боль (болевой порог для тепла составляет примерно 43–45°C), и мы чувствуем ожог. В этот момент продолжать эксперимент становится невозможно.

Конкретное число, на котором придется остановиться, является субъективным и зависит от условий эксперимента (силы нажатия, скорости), но нагрев при трении с большой скоростью происходит очень быстро.

Ответ: Эксперимент придется прекратить, не дойдя до счета 50, предположительно на счете в районе 10–20. Это произойдет потому, что из-за работы силы трения монета сильно нагреется и начнет обжигать палец.