Номер 7, страница 10 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 1. Тепловые явления. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Вариант 2 - номер 7, страница 10.

Решение.

7. При вбивании гвоздя в доску его шляпка нагревается слабо, при этом, когда гвоздь уже вбит, достаточно нескольких ударов, чтобы сильно нагреть его шляпку. Энергия молотка:

А) сначала превращается во внутреннюю энергию гвоздя, а потом расходуется на преодоление сопротивления доски

Б) сначала расходуется на преодоление сопротивления доски, а потом превращается во внутреннюю энергию гвоздя и доски

В) сначала превращается во внутреннюю энергию доски, а потом расходуется на преодоление сопротивления доски

Решение.

Решение

Рассмотрим два этапа, описанных в задаче, с точки зрения закона сохранения и превращения энергии.

Этап 1: Вбивание гвоздя в доску.

При ударе молотка по гвоздю его кинетическая энергия передается гвоздю. Поскольку гвоздь перемещается, совершается механическая работа $A = F \cdot s$, где $\text{F}$ – сила сопротивления доски, а $\text{s}$ – глубина, на которую входит гвоздь. Эта работа является основной статьей расхода энергии молотка. Небольшая часть энергии также превращается во внутреннюю энергию (тепло) из-за трения гвоздя о древесину и деформации материалов. Так как большая часть энергии уходит на совершение работы, шляпка гвоздя нагревается слабо.

Этап 2: Удары по уже вбитому гвоздю.

Когда гвоздь уже не может двигаться дальше ($s \approx 0$), механическая работа практически не совершается ($A \approx 0$). В этом случае почти вся кинетическая энергия молотка при ударе переходит во внутреннюю энергию гвоздя и молотка в процессе их неупругого столкновения и деформации. Это приводит к резкому повышению температуры, и шляпка гвоздя сильно нагревается.

Предложенные варианты ответа описывают эти два этапа, используя слова "сначала" для первого этапа и "потом" для второго.

А) сначала превращается во внутреннюю энергию гвоздя, а потом расходуется на преодоление сопротивления доски

Это утверждение неверно. На первом этапе энергия в первую очередь расходуется на работу по преодолению сопротивления, а не превращается во внутреннюю энергию.

Б) сначала расходуется на преодоление сопротивления доски, а потом превращается во внутреннюю энергию гвоздя и доски

Это утверждение верно. Оно точно описывает основное преобразование энергии молотка на двух разных этапах: сначала совершение работы, а затем, когда работа невозможна, преобразование во внутреннюю энергию.

В) сначала превращается во внутреннюю энергию доски, а потом расходуется на преодоление сопротивления доски

Это утверждение неверно и нелогично. Работа по преодолению сопротивления как раз и является процессом, который приводит к увеличению внутренней энергии (нагреву), а не происходит после него.

Ответ: Б