Номер 807, страница 88 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 33. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах - номер 807, страница 88.

Решение.

Дано:

$m = 50$ кг

$h = 4$ м

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Согласно закону сохранения энергии, потенциальная энергия тела $E_п$, находящегося на высоте $\text{h}$, при свободном падении переходит в кинетическую энергию $E_к$. В момент перед ударом о землю, пренебрегая сопротивлением воздуха, вся начальная потенциальная энергия тела преобразуется в кинетическую.

Потенциальная энергия тела вычисляется по формуле:

$E_п = mgh$

где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения (примем $g \approx 9.8 \text{ м/с}^2$), $\text{h}$ – высота.

В условии сказано, что удар неупругий. Это означает, что после удара тело останавливается, и вся его механическая энергия, которой оно обладало в момент столкновения (кинетическая энергия), полностью переходит во внутреннюю энергию, то есть выделяется в виде количества теплоты $\text{Q}$.

Следовательно, количество выделившейся теплоты равно начальной потенциальной энергии тела:

$Q = E_п = mgh$

Теперь подставим числовые значения в формулу:

$Q = 50 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 4 \text{ м} = 1960 \text{ Дж}$

Полученное значение можно также выразить в килоджоулях:

$Q = 1960 \text{ Дж} = 1.96 \text{ кДж}$

Ответ: $1960$ Дж.