Дано: m1=9,36 кг;
m2=24 кг;t1=0 г C;
t2=90 г C,
с1=460 Дж /кгС
c2=4200 Дж/кгС,
Т-?.
От 0 до Т градусов Q1=c1m1(T-t1) =c1m1T
От 90 до Т градусов: Q2=c2m2(t2-T)
Уравнение теплового баланса: Q1=Q2;
c1m1T =c2m2(t2-T) ;
T(c1m1 +c2m2)=c2m2m2; T=c2m2m2 /(c1m1 +c2m2); T=4200*24*24/(460*9,36+4200*24)=2419200/(4305,6+100800)= 2419200 / 105105.6
T=23 градуса C
Закон сохранения энергии Ek=Ep, mv²/2=mgh, значит m=Ek/(gh)=2.4/(1.2·10)=0.2 кг
Энергия нагрева равна Q=C*m*dT, где С - удельная теплоёмкость, m - масса, dT - изменение температуры. Кинетическая энергия шара при падении равна его потенциальной энергии на высоте падения h.
Потенциальная энергия шара на высоте h была равна E=mgh; Так как на нагрев пошло 50% (половина) механической энергии, то получаем уравнение:
E=2Q;
mgh=2Cm*dT;
h=2C*dT/g; примем g равным 10 м/с^2
h=2*500*5/10;
h=500 м.
Удар неупругий, поэтому после удара молота он вместе с куском железа начинает двигаться вместе.
Кинетическая энергия молота до удара равна
.
Кинетическая энергия куска железа =0, т.к. он находился в состоянии покоя, не двигался.
Кинетическая энергия системы слипшихся после удара тел равна
(1),
где V - общая скорость, которую определим из закона сохранения импульса:
.
Подставим эту формулу в формулу (1) :
Разница энергий Е1 и Е2 идет на деформацию:
Мое мнение:
Если бы в условии было сказано только сила тяжести, то безусловно направление силы - строго вертикально вниз, а движение возможно либо вверх, либо вниз. Из данного условия неясно, существуют ли другие силы, а значит как направлена равнодействующая.