Zadanie 4.2.2.3
Informacja
Możesz zobaczyć odpowiedź klikając w przycisk "Odpowiedź" lub sprawdzać kolejne etapy rozwiązania, wybierając prawidłowe odpowiedzi. W rozwiązaniu znajdziesz wskazówki, obliczenia i objaśnienia.
Dane i szukane
Dane:
- promień piłeczki \(r=40\,\mathrm{mm}=0,04\,\mathrm{m}\),
- masa pingponga \(m=2,7\,\mathrm{g}=0,0027\,\mathrm{kg}\),
- głębokość zanurzenia \(h=30\,\mathrm{cm}=0,3\,\mathrm{m}\),
- wysokość, na jaką wzniosła się piłeczka \(h_1=15\,\mathrm{cm}=0,15\,\mathrm{m}\),
- gęstość wody \(\displaystyle{\rho=1000\,\mathrm{\frac{kg}{m^3}}}\),
- przyspieszenie ziemskie \(\displaystyle{g=10\,\mathrm{\frac{m}{s^2}} }\).
Szukane:
- ilość ciepła, która wydzieliła się w wyniku działania sił tarcia \(Q\).
Odpowiedź
W wyniku działania sił tarcia wydzieli się \(0,79\,\mathrm{J}\) ciepła.
Polecenie
Poniżej przedstawione są dwa twierdzenia. Wybierz jedno prawidłowe.
Polecenie
Oblicz ilość ciepła wydzielonej w wyniku działania sił tarcia. Wybierz jedną prawidłową wartość, wśród czterech przedstawionych poniżej.
\(Q=2,03\,\mathrm{J}\)
\(Q=1,05\,\mathrm{J}\)
Rozwiązanie
Praca zostanie wykonana przez silę wyporu na drodze \(h\) przeciwko sile tarcia.
Praca ta zostaje wykorzystana na zmianę energii potencjalnej \(\Delta E\) ciała względem położenia początkowego oraz na ciepło \(Q\).
Energia potencjalna zmieni się od położenia początkowego aż do wysokości, na jaką wzniesie się ciało, czyli \(h+h_1\).
Teraz należy przyrównać obie zależności.
Siła wyporu wynosi \(F_w=\rho\cdot g\cdot V\). Objętość kuli o promieniu \(r\) wyznaczamy ze wzoru \(\displaystyle{V=\frac{4}{3}\pi r^3 }\). W ten sposób uzyskujemy zależność.
Odpowiedź
W wyniku działania sił tarcia wydzieli się \(0,79\,\mathrm{J}\) ciepła.