НПСФ 2013, 9. клас — Задача 1. Куршум

Национално пролетно състезание по физика 2013, тема за 9. клас · 16 март 2013 г. · 10 т.

Условие

Оловен куршум с маса $m = 2\ \mathrm{g}$ се забива в неподвижен леден блок с температура $T = 0\ ^\circ\mathrm{C}$ и преминава през него, стопявайки част от леда. Началната скорост на куршума е $v_0 = 320\ \mathrm{m/s}$, а крайната – $v_1 = 280\ \mathrm{m/s}$.

а) Пресметнете промяната на кинетичната енергия на куршума при преминаването му през леда. [2 т.]

б) Пресметнете колко грама лед се е разтопил, приемайки, че блокът остава неподвижен след преминаването на куршума. Специфичната топлина на топене на леда е $\lambda_{\mathrm{л}} = 330\ \mathrm{kJ/kg}$. [2 т.]

в) Куршумът продължава да се движи към стена като температурата $T$ му е неизвестна. Куршумът се забива в стената, разтопява се напълно и крайната му температура е равна на температурата на топене на оловото $T_{\mathrm{Pb}}$. Пресметнете неизвестната температура $T$ на летящия куршум, приемайки, че 80% от кинетичната му енергия допринасят за нагряването и разтопяването му. Температурата на топене на оловото е $T_{\mathrm{Pb}} = 327\ ^\circ\mathrm{C}$, специфичната му топлина на топене – $\lambda_{\mathrm{Pb}} = 25{,}2\ \mathrm{kJ/kg}$, а специфичният му топлинен капациет – $c_{\mathrm{Pb}} = 130\ \mathrm{J/kg.K}$. [4 т.]

г) Каква част от куршума ще се разтопи при същите условия както в подточка в), ако масата му е двойно по-голяма? [2 т.]

Отговори

Решение

Оригинал в Архива: proletni_2013_9problems.pdf · официални решения: proletni_2013_9solutions.pdf